BR112012025922B1

BR112012025922B1 - "processo e dispositivo para a produção de uma peça moldada composta de material plástico reforçado com fibras

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Publication number: BR112012025922B1
Application number: BR112012025922A
Authority: BR
Inventors: Scholler Jochen; Llopart Prieto Llorenc; KLUG Markus; Neumaier Rainer
Original assignee: Eads Deutschland Gmbh; Premium Aerotec Gmbh
Priority date: 2010-04-10
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2020-06-09
Also published as: RU2570463C2; CA2795861C; CN103068560B; EP2558279A1; CN103068560A; KR101844090B1; DE102010014545B4; BR112012025922A2; WO2011124216A1; US9550331B2; DE102010014545A1; RU2012147702A; CA2795861A1; KR20130056239A; ES2519350T3; EP2558279B1; US20130099427A1

Abstract

processo e dispositivo para produzir um componente moldado a partir de plástico reforçado com fibras. um processo para produzir uma peça moldada composta de material sintético reforçado com fibras apresenta os seguintes passos: a) provimento de um produto prepregue semi-acabado (1), constituindo de um material (10) de fibras (12) pré-impregnadas; b) envolvimento do material prepregue semi-acabado (1) com um material espacial flexível (2,2') que possui um diafragma (20), permeável ao g ás, mas que retém o material matricial, bem como ao menos com um conjunto condutor de gás (22), espacial interno; c) envolvimento do conjunto interno (3), formado do material prepregue semi-acabado (1) e do material espacial (2,2'), com um primeiro invólucro estanque a gás (4,4'); d) posicionamento do conjunto interno (3), provido do primeiro invólucro (4,4') estanque a gás, sobre uma face de moldagem (60) de uma primeira ferramenta de moldagem (6); e) invólucro do primeiro conjunto interno (3), provido do primeiro invólucro (4,4') estanque a gás e da face de moldagem (60), com um segundo invólucro (7),estanque a gás; f) aplicação de uma primeira subpressão sobre o conjunto condutor de gás espacial interno (22) e sobre o interior do primeiro invólucro estanque a gás (4,4'); g) aquecimento de todo o conjunto por um primeiro período de tempo predeterminado, com ação de uma primeira temperatura predeterminada; h) aplicação de uma segunda subpressão sobre o interior do segundo invólucro (7) estanque a gás; e i) aquecimento de todo o conjunto por um segundo período de tempo predeterminado, mediante a ação de uma segunda temperatura pre-determinada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A PRODUÇÃO DE UMA PEÇA MOLDADA COMPOSTA DE MATERIAL PLÁSTICO REFORÇADO COM FIBRAS.

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo para produzir um componente moldado composto de material plástico reforçado com fibras. O processo de acordo com a invenção e o dispositivo de acordo com a invenção são especialmente empregados na produção de estruturas de construção leve com material plástico reforçado com fibras, especialmente por meio de material plástico reforçado com fibras de carbono e substâncias compostas correspondentes.

[0002] A produção dos chamados sistemas prepreg a partir de fibras pré-impregnadas com material matricial, verifica-se comumente em uma autoclave, sendo que sob a influência de baixa pressão e temperatura se verifica um processo de endurecimento do material matricial de um produto prepreg semiacabado. Para a realização de reparos no local, por exemplo, em aeronaves, este processo, todavia, é inadequado, porque toda a aeronave não pode evidentemente ser integrada em uma autoclave. Tais reparos precisam, portanto, ser realizados com outro processo, fora de uma autoclave. Esses chamados processos out-of-autoclave (fora da autoclave) são conhecidos no estado da técnica. As propriedades mecânicas e especialmente a resistência desses componentes moldados compostos, produzidos fora de uma autoclave, são, todavia, consideravelmente mais deficientes do que nas peças moldadas que foram endurecidas em uma autoclave.

ESTADO DA TÉCNICA

[0003] A partir da publicação científica Out-of-Autoclave Proces

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2/18 sable Prepregs and Resin Films: An Overview of Recent Developments and Shared Database (prepregs processáveis fora de autoclaves e películas de resinas: revisão de recentes desenvolvimentos de bancos de dados compartilhados) Ridgard C., SAE série de documentos técnicos N° 2006-01-3164, passou a ser conhecido endurecer componentes compostos de material prepreg em bolsas térmicas de baixa pressão, a fim de produzir, por exemplo, protótipos. A resistência de componentes compostos, produzidos desta maneira, não corresponde à resistência de componentes calcinados em uma autoclave, porém frequentemente é suficiente para a construção de protótipos. Não obstante, é viável produzir material prepreg, cuja densidade de fibras e porosidade se aproxima de material prepreg, endurecido em uma autoclave e cujas propriedades mecânicas, especialmente nas suas solicitações de pressão ou de choque são, todavia, mais deficientes do que nos materiais prepreg endurecidos no forno, já que, por exemplo, é usado outro material plástico como material matricial.

[0004] É especialmente desvantajoso nos chamados sistemas prepreg fora da autoclave que os mesmos, para obter reduzida porosidade e elevada parcela volumétrica de fibras, precisam ter um material matricial de reduzida viscosidade. Isto faz com que a resistência mecânica dos produtos assim fabricados, seja menor do que aquela dos produtos endurecidos em uma autoclave, de maneira que o processo fora da autoclave não seja adequado para fins de reparos, nos quais precisa ser lograda uma carga mecânica elevada.

[0005] Em paralelo para com o desenvolvimento de prepregs fora de autoclaves, também foram desenvolvidos novos processos para a integração de material matricial em material de fibras secas. Um desses novos processos é o chamado vacuum assisted process (processo assistido por vácuo) (VAP) que passou a ser conhecido, por exemplo, na publicação Principles of the Vacuum Assisted Process

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3/18 and its application for Aerospace components, (princípios do processo assistido a vácuo e sua aplicação para componentes aeroespaciais), Korwien T., ISCM 06 (3° Simpósio Internacional de Tecnologia de Fabricação de Compostos para Estruturas de Aeronaves, 17 a 18 de maio de 2006). Neste processo reforçado a vácuo, um material de fibras secas será recoberto por um diafragma microporoso, permeável ao gás, que forma uma barreira para um material matricial de resina sintética. Pela aplicação de vácuo, o material matricial será aspirado a partir de um recipiente de reserva para dentro do material fibroso seco. Uma variante especial do processo VAP é descrita pela patente europeia EP 1 393 883 A1, na qual tanto o compartimento de ventilação entre o diafragma e o saco de vácuo externo, como também o compartimento de injeção entre o componente a ser produzido e o diafragma, podem ser evacuados separadamente.

[0006] Outro aprimoramento do processo de endurecimento de prepregs é o chamado processo de bolsa dupla a vácuo (DVB), que passou a ser conhecido, por exemplo, do documento WO2005/113213 A2 ou da publicação NASA LAR-16877, processo de saco duplo a vácuo para produzir compostos matriciais de resinas. Neste processo, uma peça bruta moldada composta de um material prepreg, consistindo em fibras pré-impregnadas com material matricial, será colocada entre duas placas de moldagem metálicas e esta disposição será depois envolta por uma bolsa de vácuo que forma uma bolsa interna que está presa de modo vedante em uma das placas de moldagem. O interior desta bolsa interna está unido com uma bomba a vácuo. Sobre esta disposição é colocada uma ferramenta que possui o formato de um copo invertido, perfurado. Fora desta bolsa, outra bolsa a vácuo é colocada - como bolsa de vácuo externa - ao redor do conjunto global. Também esta bolsa a vácuo externa está acoplada com sua parte interna em uma bomba de vácuo. Este conjunto global será depois co

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4/18 locado em um forno de ar quente, sendo sujeito a um processo de endurecimento predeterminado. No caso, será inicialmente aplicado vácuo, sobre a bolsa externa, de maneira que esta se aplica na parte externa da estrutura em forma de copo, com o que no espaço remanescente, fora da bolsa interna, surge vácuo. Depois será aplicada reduzido vácuo sobre o interior da bolsa interna. O vácuo mais intenso que circunda a bolsa interna evita, no caso, o colapso da bolsa interna sobre a peça moldada a ser endurecida. O vácuo reinante no interior da bolsa interna faz com que gases formados no processo do endurecimento abandonem o material prepreg, não sendo incluídas no material em forma de bolhas de gás durante o endurecimento. Após um espaço de tempo predeterminado, o interior da bolsa externa será novamente sujeito à pressão ambiente, com o que se verifica o colapso da bolsa interna sobre a peça moldada, comprimindo-a mecanicamente. Seguese, depois, outro processo de endurecimento por um período de tempo predeterminado e em regime de temperatura mais elevada. É desvantajosa neste processo a constituição complexa por meio da estrutura de suporte em formato de copo para a bolsa a vácuo, externa.

[0007] O processo de bolsa dupla a vácuo DVB não alcança a elevada resistência mecânica elevada, apresentada pelos prepregs e endurecidos em uma autoclave.

[0008] A partir do documento DE 10 2008 006 261 B3 passou a ser conhecido um material superficial flexível de várias camadas que possui um diafragma permeável ao gás e uma camada têxtil ali aplicada por laminação e que forma uma estrutura condutora de gás. No lado da camada têxtil, afastada em relação ao diafragma, pode, além disso, estar aplicada uma camada impermeável ao gás.

[0009] O documento DE 10 2008 015 070 B3 descreve um processo para a produção de componentes de compostos de fibras que é especialmente conformado para ser empregado em uma autoclave.

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Para tanto, dentro de um compartimento a vácuo externo, está previsto um compartimento interno do componente, estando os dois compartimentos interligados, de maneira que podem ser evacuados conjuntamente. Com a pressão externa maior, durante o processo de endurecimento do componente, fecha-se a união entre os dois compartimentos de modo automático, de maneira que não pode vazar resina de infusão do compartimento da peça.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[00010] Constitui, portanto, tarefa da presente invenção propor um processo e um dispositivo para a produção de uma peça moldada composta de material plástico reforçado com fibras, que também seja adequado para reparos de peças moldadas compostas, endurecidas em uma autoclave.

[00011] Este processo de acordo com a invenção apresenta as seguintes etapas:

a) provimento de um produto prepreg semiacabado consistindo em fibras pré-impregnadas com material matricial;

b) envolvimento do produto prepreg semiacabado com material em forma de folha flexível que possui um diafragma permeável ao gás, porém que retém o material matricial, bem como apresenta ao menos um conjunto condutor de gás interno, em forma de folha;

c) envolvimento do conjunto interno, formado de produto prepreg semiacabado e material em forma de folha, com um primeiro invólucro estanque a gás;

d) posicionar o conjunto interno, provido do primeiro invólucro estanque a gás, em uma face de moldagem de uma primeira ferramenta de moldagem;

e) envolvimento do conjunto interno, provido com o primeiro invólucro estanque a gás, e a face moldada, com um segundo invólucro estanque a gás;

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f) aplicação de um primeiro vácuo sobre o conjunto condutor de gás em forma de folha interno e sobre o interior do primeiro invólucro estanque a gás;

g) aquecimento do conjunto global por um primeiro tempo predeterminado, mediante a ação de uma primeira temperatura predeterminada;

h) aquecimento do conjunto global por um segundo período de tempo predeterminado, mediante a ação de uma segunda temperatura predeterminada.

i) aplicação de um segundo vácuo sobre o interior do segundo invólucro estanque a gás, e

j) aquecimento do conjunto global por um segundo período de tempo predeterminado, mediante a ação de uma segunda temperatura predeterminada.

VANTAGEM

[00012] Com este processo de acordo com a invenção, é obtido um material moldado composto de elevada qualidade, com reduzida porosidade e elevada parcela de volume de fibras.

[00013] Pelo emprego de um conjunto condutor de gás interno e em forma de folha no diafragma que envolve o produto prepreg semiacabado, é assegurada, de uma maneira especialmente simples, uma eliminação confiável de vapores, formados durante o processo de endurecimento no produto prepreg semiacabado, nas etapas f) e g). A aplicação sequencial do segundo vácuo sobre o interior do segundo invólucro estanque a gás na etapa h), juntamente o aquecimento de todo o dispositivo na etapa i), faz com que sejam obtidas uma elevada parcela volumétrica de fibras e uma reduzida porosidade na peça moldada composta.

[00014] Além disso, o tempo de processamento e as temperaturas do processo podem ser reduzidos. Com o processo de acordo com a

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7/18 invenção, também é reduzido nitidamente o perigo de gerar refugo em um processo de reparo. Para o processo do endurecimento não é necessária pressão intensa e as propriedades mecânicas obtidas podem ser comparadas com aquelas que são logradas como um endurecimento em uma autoclave. Desta maneira também será obtido reduzido consumo de energia e menores custos de ferramenta, tendo em vista as pressões de processamento menores.

[00015] O processo de acordo com a invenção adapta-se, portanto, especialmente para reparos in-situ.

[00016] Em uma modalidade preferida do processo de acordo com a invenção, após a etapa b), será realizada a seguinte etapa do processo:

b') disposição de ao menos uma estrutura condutora de gás no lado externo, preferencialmente nas arestas laterais, de ao menos uma área superficial do diafragma.

[00017] Este provimento de uma estrutura condutora de gás interna no lado externo de ao menos uma área superficial do conjunto condutor de gás interno, faz com que os gases eliminados pelo conjunto condutor de gás, a partir do produto prepreg semiacabado, possam sair de forma rápida e uniforme pelo vácuo aplicado sobre a estrutura condutora de gás. No caso, deve-se levar em conta especialmente que o ar incluído nos prepregs geralmente se encontra entre as diferentes camadas. Pela previsão de estruturas condutoras de gás nas bordas ou nas arestas do produto prepreg semiacabado será realizada uma aspiração que assegura a aspiração do ar incluso horizontalmente entre as diferentes camadas do prepreg e através das bordas ou arestas do produto prepreg semiacabado. Além desta aspiração em direção horizontal, também serão aspirados componentes voláteis em forma em forma de folha, através do diafragma (ou seja, em direção vertical).

[00018] Em outra forma de realização preferida do processo de

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8/18 acordo com a invenção, após a etapa d), será realizada a seguinte etapa:

d') provimento de ao menos uma segunda estrutura condutora de gás do lado externo, em ao menos uma área superficial do primeiro invólucro estanque a gás.

[00019] O provimento de ao menos um elemento condutor de gás em forma de folha externo, no lado externo de ao menos uma área superficial do primeiro invólucro estanque a gás, faz com que na aplicação do segundo vácuo, na etapa h), possa se verificar uma evacuação uniforme da parte interna do segundo invólucro estanque a gás, o que resulta em uma compressão uniforme do produto prepreg semiacabado.

[00020] Também, de modo preferencial, antes da etapa c), será disposta uma segunda ferramenta de moldagem com uma face de moldagem no lado interno do dispositivo, afastado em relação à primeira ferramenta de moldagem. Esta segunda ferramenta de moldagem com sua face de moldagem, juntamente com a face de moldagem da primeira ferramenta de moldagem, faz com que na compressão do produto prepreg semiacabado na etapa h), o produto prepreg semiacabado, disposto entre as duas faces de moldagem, adquira a forma predeterminada pelas faces de moldagem.

[00021] Será especialmente vantajoso que as etapas b) e c) sejam reunidas pelo emprego de um material em forma de folha, já provido de um invólucro estanque a gás. Desta maneira, será nitidamente majorada a velocidade do processamento.

[00022] A parte da tarefa visando o conjunto será solucionada pelo dispositivo para produzir uma peça moldada composta, a partir de material plástico reforçado com fibras, de acordo com o processo da invenção.

[00023] Este dispositivo de acordo com a invenção possui uma pri

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9/18 meira ferramenta de moldagem que apresenta uma face de moldagem; uma disposição interna, que pode ser colocada sobre a face de moldagem, consistindo este conjunto em um produto prepreg semiacabado, composto de fibras pré-impregnadas com material matricial e um material em forma de folha que envolve o produto prepreg semiacabado, material este que possui um diafragma permeável ao gás, mas que retém o material matricial, bem como apresenta ao menos um conjunto condutor de gás em forma de folha interno, sendo que o conjunto interno está envolto por um primeiro invólucro estanque a gás; uma primeira fonte de vácuo, unida com o interior do primeiro invólucro de forma atuante; um segundo invólucro estanque a gás que circunda o primeiro invólucro estanque a gás; uma segunda fonte de vácuo, unida de forma atuante com o interior do segundo invólucro; e um conjunto de aquecimento que envolve ao menos parcialmente o conjunto global.

[00024] A constituição deste dispositivo de acordo com a invenção é essencialmente mais compacta e simples do que no processo DVB do estado da técnica, já que não é necessário prever um corpo de suporte em formato de copo. Devido a esta razão, a partir do conjunto de acordo com a invenção e consequentemente também com o processo de acordo com a invenção, podem ser produzidas peças moldadas compostas de praticamente de qualquer formato aleatório e tamanho em uma qualidade que até agora não pode ser lograda fora de uma autoclave.

[00025] A primeira e a segunda fonte de vácuo podem também ser formadas por uma única fonte de vácuo, por exemplo, uma bomba de vácuo, quando nas linhas de conexão de vácuo estiver prevista uma válvula de comutação correspondente que une o interior do primeiro invólucro estanque a gás e/ou o interior do segundo invólucro estanque a gás com a fonte de vácuo, de forma seletiva.

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[00026] Em uma ampliação preferida do dispositivo, no lado externo, preferencialmente nas arestas laterais, de ao menos uma área superficial do conjunto condutor de gás em forma de folha interno, está prevista ao menos uma estrutura condutora de gás interna que está em ligação fluida com o conjunto condutor de gás em forma de folha interno e com a primeira fonte de vácuo.

[00027] Outra modalidade preferida do dispositivo destaca-se pelo fato de que no lado externo de ao menos uma área superficial do primeiro invólucro estanque a gás, está previsto ao menos um elemento condutor de gás em forma de folha externo que está em ligação fluida com a segunda fonte de vácuo.

[00028] Em outra modalidade preferida do dispositivo de acordo com a invenção, no lado do conjunto interno, afastado em relação à primeira ferramenta de moldagem, está posicionada uma segunda ferramenta de moldagem com uma face de moldagem. Desta maneira será lograda a perfilação tridimensional já descrita para a peça moldada composta.

[00029] Também é vantajoso que um material em forma de folha, no seu lado externo afastado em relação ao diafragma, esteja unido com um invólucro estanque a gás. Com este material em forma de folha, já conhecido do estado da técnica, o processamento poderá ser nitidamente acelerado.

[00030] Exemplos de modalidades preferidas da invenção, com detalhes de conformação adicionais e outras vantagens, são descritos e explicados mais detalhadamente em seguida, com relação aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00031] As figuras mostram:

[00032] Figura 1 - primeira modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, em corte esquemático;

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Figura 2 - segunda modalidade do dispositivo de acordo com a invenção, em corte esquemático;

Figura 3 - reprodução ampliada de detalhe III na figura 1, e Figura 4 - reprodução ampliada do detalhe III em uma modalidade modificada.

DESCRIÇÃO DE EXEMPLOS DE EXECUÇÃO PREFERIDOS

[00033] Na figura 1 e como detalhe na figura 3, é mostrada uma primeira modalidade do dispositivo consoante à invenção para produzir uma peça moldada, composta de material plástico reforçado com fibras. Um produto prepreg semiacabado 1 consiste em fibras 12 préimpregnadas com um material matricial 10. As fibras 12 podem formar uma tessitura, um trançado de fios ou uma estrutura aleatória. O produto prepreg semiacabado 1 está envolto com material em forma de folha flexível 2 que apresenta um diafragma 20 permeável ao gás, mas que retém o material matricial, bem como apresenta ao menos um conjunto condutor de gás interno em forma de folha 22, conforme pode ser reconhecido na apresentação ampliada da figura 3. O diafragma 20 está voltado na direção do produto prepreg semiacabado 1 e possibilita o escapamento de gases do compartimento interno 24, envolto pelo diafragma 20, até o conjunto condutor de gás 22, sem que o próprio material matricial 10 penetre no conjunto condutor de gás 22, entupindo os canais condutores de gás ali previstos, pelos quais o gás acolhido pode fluir através do material em forma de folha. O produto prepreg semiacabado 1 e o material em forma de folha 2 que o envolve fazem parte de um conjunto interno 3.

[00034] Nos lados opostos no produto prepreg semiacabado 1, envoltos pelo material em forma de folha 2, fora do material em forma de folha 2, está prevista uma estrutura de condução de gás 30, 32 lateral, que consiste em um corpo em formato de uma barra de material de poros abertos que se estende em direção longitudinal do produto pre

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12/18 preg semiacabado 1, ou seja, perpendicularmente para com o plano desenhado na figura 1, e em sua seção longitudinal está em contato com o conjunto condutor de gás 22 do material em forma de folha 2, de maneira que o gás transportado no conjunto condutor do gás 22 do material em forma de folha 2 pode penetrar na respectiva estrutura condutora de gás 30, 32. As estruturas condutoras de gás laterais 30, 32 podem, por exemplo, consistir em um tecido de malha tridimensional.

[00035] A disposição 3 interna do produto prepreg semiacabado 1, o material em forma de folha 2 e as duas estruturas condutoras de gás 30, 32 estão envoltos por um primeiro invólucro 4, estanque a gás fechado. Este invólucro estanque a gás é flexível, sendo preferencialmente conformado como bolsa que pode ser fechada.

[00036] Uma linha de vácuo 31, 33, unida com a primeira estrutura condutora de gás interna 30, ou seja, com a segunda estrutura condutora de gás interna 32, é atravessada pelo invólucro estanque a gás 4 de forma vedada, sendo acoplada em uma primeira fonte de vácuo 5. [00037] O conjunto 3 interno, provido do primeiro invólucro 4 estanque a gás, está posicionado sobre uma face de moldagem 60 de uma primeira ferramenta de moldagem 6, onde está posicionado. A face de moldagem 60 é conformada como um molde negativo do componente moldado composto a ser formado e também apresenta uma estrutura condutora de gás 61 que evita a formação de almofadas de gás entre o primeiro invólucro 4 estanque a gás e a face de moldagem 60.

[00038] Um segundo invólucro 7 estanque a gás envolve o conjunto 3 interno, provido do primeiro invólucro 4 estanque a gás, bem como a face de moldagem 60, estão aplicados de modo vedante na primeira ferramenta de moldagem 6. Alternativamente, o segundo invólucro 7 estanque a gás também poderá envolver toda a primeira ferramenta de moldagem 6.

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[00039] No lado do primeiro invólucro 4 estanque a gás que envolve no lado afastado em relação à primeira ferramenta de moldagem 6, o conjunto interno 3, está aplicado um elemento condutor de gás 8 externo em forma de folha que se estende essencialmente por toda a largura e comprimento, ao menos do produto prepreg semiacabado 1. Este elemento condutor de gás em forma de folha externo 8 está unido com uma segunda fonte de vácuo 82, através de uma linha de vácuo 80, que abandona de forma vedada o segundo invólucro 7 estanque a gás.

[00040] Todo o conjunto mostrado na figura 1 pode ser colocado dentro de um forno de aquecimento - não mostrado - ou poderá ser envolto ou recoberto com mantas aquecedoras adequadas - não mostradas. O forno, ou seja, as mantas aquecedoras formarão então um conjunto de aquecimento 9, apenas esquematicamente indicadas na figura 1.

[00041] O dispositivo apresentado na figura 2 corresponde em princípio ao dispositivo da figura 1, de maneira que se aplica a descrição da figura 1 também para o dispositivo da figura 2. Divergente da apresentação na figura 1, na modalidade da figura 2 está prevista uma segunda ferramenta de moldagem 62 que está disposta na parte interna do primeiro invólucro 4 estanque a gás, no lado afastado em relação à primeira ferramenta de moldagem 6, do produto prepreg semiacabado 1, envolto com um material em forma de folha 2. A segunda ferramenta de moldagem 62 apresenta uma face de moldagem 64, adequada à face de moldagem 60 da primeira ferramenta de moldagem 6, a qual determina uma forma negativa da outra face da superfície da peça moldada composta, a ser produzida.

[00042] A figura 4 apresenta uma modalidade alternativa do material em forma de folha 2 que basicamente corresponde à estruturação descrita em conexão com a figura 3 que, no seu lado externo, já pos

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14/18 sui um invólucro 4' estanque a gás. A vácuo aplicada pela primeira fonte de vácuo 5 será aplicada nesta disposição diretamente sobre o conjunto condutor de gás 22 em forma de folha interno.

[00043] O procedimento no processo de acordo com a invenção para a produção de uma peça moldada composta, a partir de material plástico reforçado com fibras, será descrito mais detalhadamente em seguida, com base na figura 1.

[00044] Inicialmente, o produto prepreg semiacabado 1, que nos exemplos mostrados nas figuras é constituído de duas placas sobrepostas, mas que também podem consistir em uma ou em várias placas, será envolto com o material em forma de folha flexível 2 conformado, por exemplo, como uma bolsa fechável. No caso, o diafragma 20 do material em forma de folha 2 está voltado na direção do produto prepreg semiacabado 1. Depois, este conjunto 3 interno de produto prepreg semiacabado 1 e o material em forma de folha 2 serão inicialmente colocados de modo provisório na face de moldagem 60 da primeira ferramenta de moldagem 6. Em seguida, será estabelecida uma ligação fluida do conjunto condutor de gás 22 em forma de folha interno do material em forma de folha 2 flexível que consiste, por exemplo, em uma tessitura, de forma direta (figura 4) ou indireta através das estruturas condutoras de gás internas laterais 30, 32 (figuras 1 até 3), sendo esta ligação fluida realizada com a primeira fonte de vácuo 5.

[00045] Em seguida (versão da figura 2) poderá ser colocada ainda uma segunda ferramenta de moldagem 62 sobre o lado do primeiro conjunto 3 de produto prepreg semiacabado 1 e material em forma de folha 2, lado este afastado em relação à primeira ferramenta de moldagem 6.

[00046] O conjunto interno 3 de produto prepreg semiacabado 1, o material em forma de folha 2, eventualmente a segunda ferramenta de moldagem 62 e eventualmente as estruturas condutoras de gás inter

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15/18 nas laterais 30, 32, em seguida, serão envoltos com o primeiro invólucro 4 estanque a gás. Apenas as linhas de vácuo 31 e 33 se salientam do primeiro invólucro 4 estanque a gás.

[00047] Agora, o conjunto 3 interno, provido do primeiro invólucro 4 estanque a gás, será finalmente colocado sobre a face de moldagem 60 da primeira ferramenta de moldagem 6.

[00048] No lado do invólucro 4 interno estanque a gás, afastado em relação à primeira ferramenta de moldagem 6, será agora posicionado o elemento condutor de gás 8 externo em forma de folha e, em seguida, o conjunto total será circundado por outro invólucro estanque a gás, ou seja, o segundo invólucro 7 estanque a gás, que também envolve ao menos parcialmente a primeira ferramenta de moldagem 6.

[00049] O elemento condutor de gás 8 em forma de folha externo e a estrutura condutora de gás 61 na face de moldagem 60 da primeira ferramenta de moldagem 8 serão acoplados na segunda fonte de vácuo 82 através da linha de vácuo 80.

[00050] Com a estrutura assim formada, serão agora realizadas as seguintes etapas processuais:

1. Fase

[00051] Inicialmente, pela primeira fonte de vácuo 5 será aplicada um primeiro vácuo sobre o conjunto condutor de gás 22 em forma de folha interno e sobre o interior do primeiro invólucro 4 estanque a gás. No mesmo tempo, o conjunto global, por meio do conjunto de aquecimento 9, será aquecido para uma primeira temperatura predeterminada (uma temperatura típica é, por exemplo, de 60°C). O vácuo no interior do primeiro invólucro 4 estanque a gás será preservada, Nesta primeira fase, o ar incluso será aspirado nas bordas da unidade.

2. Fase

[00052] Em seguida, por meio da segunda fonte de vácuo 82, sobre a parte interna do segundo invólucro 7 estanque a gás é aplicado um

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16/18 segundo vácuo que é mais intenso do que o primeiro vácuo. A primeira temperatura predeterminada será preservada nesta segunda fase. Em seguida, o vácuo reinante no interior do primeiro invólucro 4 estanque a gás ainda poderá ser reduzido. A primeira temperatura predeterminada continua sendo preservada nesta segunda fase. O ponto característico desta fase reside em que inicialmente o sistema matricial alcançou sua viscosidade mínima e, em segundo lugar, o primeiro invólucro 4 não mais comprime a estrutura das camadas, por ser atraído pelo segundo invólucro 7. Fica assim garantido que o ar incluído possa ser aspirado horizontalmente entre as diferentes camadas do prepreg e sobre as arestas do produto prepreg semiacabado. Além disso, também serão aspirados os componentes voláteis, de forma em forma de folha, através do diafragma.

3. Fase

[00053] Em seguida, através da primeira fonte de vácuo 5, no interior do primeiro invólucro 4 estanque a gás, será aumentado o vácuo. O interior do segundo invólucro 7 será desacoplado da segunda fonte de vácuo 82, sendo exposta à pressão ambiente. Nesta fase, todo o conjunto será ajustado para uma segunda temperatura predeterminada, por meio do conjunto aquecedor 9, sendo ali mantido, sendo que a segunda temperatura predeterminada é mais alta do que a primeira temperatura predeterminada. Desta maneira, nesta fase o produto prepreg semiacabado 1 será compactado pelo vácuo atuante sobre o produto prepreg semiacabado, endurecendo sob a ação da segunda temperatura predeterminada. Como durante esta quarta etapa do processo o produto prepreg semiacabado 1 é prensado pelo segundo invólucro 7 estanque a gás em ação de colapso contra a face de moldagem 60 da primeira ferramenta de moldagem 6, passa a adquirir a forma da face de moldagem 60.

[00054] Quando, como no caso da figura 2 - também a segunda

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17/18 ferramenta de moldagem 62 estiver prevista, esta segunda ferramenta de moldagem 62 será prensada pelo segundo invólucro 7 estanque a gás, em colapso contra o produto prepreg semiacabado 1, de maneira que o produto prepreg semiacabado 1, bem como o material em forma de folha 2 flexível que o envolve, serão forçosamente introduzidos entre as duas faces de moldagem 60 e 64. Desta maneira, na terceira etapa do processo, o produto prepreg semiacabado adquire o formato determinado pelas duas faces de moldagem 60, 64 e as preserva após o endurecimento, ou seja, após o término da terceira fase.

[00055] Os números de referência servem apenas para a melhor compreensão da invenção e não devem restringir do âmbito da proteção.

Relação Numérica de componentes

Designam:

Produto prepreg semiacabado

Material em forma de folha

Conjunto interno

4; 4' Primeiro invólucro estanque a gás

Primeira fonte de vácuo

Primeira ferramenta de moldagem

Segundo invólucro estanque a gás

Elemento condutor de gás em forma de folha externo

Conjunto de aquecimento

Material matricial

Fibras

Diafragma

Conjunto condutor de gás em forma de folha interno

Compartimento interno

30, 32 Estrutura condutora de gás interna lateral

Linha de vácuo

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18/18

Linha de vácuo

Face de moldagem

Estrutura condutora de gás

Segunda ferramenta de moldagem

Face de moldagem

Linha de vácuo

Segunda fonte de vácuo

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para a produção de uma peça moldada composta de material plástico reforçado com fibras, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de,

a) provimento de um produto prepreg semiacabado (1), consistindo em fibras (12) pré-impregnadas com material matricial (10);

b) envolvimento do produto prepreg semiacabado (1) com um material em forma de folha (2; 2') flexível que possui um diafragma (20) permeável ao gás, mas retendo o material matricial (10), bem como ao menos com um conjunto condutor de gás (22) em forma de folha interno;

c) envolvimento do conjunto interno (3), formado do produto prepreg semiacabado (1) e do material em forma de folha (2, 2'), com um primeiro invólucro estanque a gás (4; 4');

d) posicionamento do conjunto interno (3), provido com o primeiro invólucro estanque a gás (4; 4'), em uma face de moldagem (60) de uma primeira ferramenta de moldagem (6);

e) envolvimento do conjunto interno (3), provido com o primeiro invólucro (4; 4') estanque a gás e a face de moldagem (60) com um segundo invólucro (7), estanque a gás;

f) aplicação de um primeiro vácuo sobre o conjunto condutor de gás (22) em forma de folha interno e o interior do primeiro invólucro estanque a gás (4; 4');

g) aquecimento de todo o conjunto durante um primeiro período de tempo predeterminado, mediante ação de uma primeira temperatura predeterminada;

h) aplicação de um segundo vácuo sobre a parte interna do segundo invólucro (7) estanque a gás, e

i) aquecimento de todo o conjunto por um segundo espa

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2/4 ço de tempo predeterminado, mediante ação de uma segunda temperatura predeterminada.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que depois da etapa b) será realizada a seguinte etapa do processo:

b') provimento de ao menos uma estrutura condutora de gás interna (30, 32) no lado externo, preferencialmente nas arestas laterais de ao menos uma região superficial do conjunto condutor de gás (22) em forma de folha interno.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que depois da etapa d), é realizada a seguinte etapa:

d') provimento de ao menos um elemento condutor de gás (8) em forma de folha externo no lado externo de ao menos uma área superficial do primeiro invólucro (4), estanque a gás.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que antes da etapa c), será disposta uma segunda ferramenta de moldagem (62), com uma face de moldagem (64), sobre o lado do conjunto interno (3), afastada em relação à primeira ferramenta de moldagem (6).
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as etapas b) e c) serão reunidas pelo emprego de um material em forma de folha (2') que já possui um invólucro (4'), estanque a gás.
6. Dispositivo para a produção de uma peça moldada composta de material plástico reforçado com fibras, de acordo com um processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, com,

- uma primeira ferramenta de moldagem (6) com uma face de moldagem (60);

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- um conjunto interno (3) que pode ser colocado sobre uma face de montagem (60), consistindo em produto prepreg semiacabado (1), e constituído de fibras (12) pré-impregnadas com material matricial (10) e um material em forma de folha (2; 2') flexível que envolve o produto prepreg semiacabado (1), sendo que o conjunto interno (3) está envolto por um primeiro invólucro (4; 4'), estanque a gás;

- uma primeira fonte de vácuo (5), unida de forma eficaz com a parte interna do primeiro invólucro (4; 4');

- um segundo invólucro estanque a gás (7) que circunda o conjunto (3) interno, provido do primeiro invólucro (4; 4'), estanque a gás;

- uma segunda fonte de vácuo (9), eficazmente unida com o interior do segundo invólucro (7), e

- um conjunto de aquecimento (100) que ao menos parcialmente envolve o conjunto inteiro, caracterizado pelo fato de que o material em forma de folha (2; 2') flexível apresenta um diafragma (20), permeável ao gás, porém retendo o material matricial (10), bem como ao menos um conjunto condutor de gás (22) em forma de folha interno.
7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que no lado externo, preferencialmente nas arestas laterais, de ao menos uma área superficial do conjunto condutor de gás (22) em forma de folha interno, está prevista ao menos uma estrutura condutora de gás interna (30, 32) que está em ligação fluida com o conjunto condutor de gás (22) em forma de folha interno e com a primeira fonte de vácuo (5).
8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que no lado externo de ao menos uma área superficial do primeiro invólucro estanque a gás (4; 4') está previsto ao menos um elemento condutor de gás (8) em forma de folha externo

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4/4 que está em ligação fluida com a segunda fonte de vácuo (9).
9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que no lado do conjunto (3) interno, afastado em relação à primeira ferramenta de moldagem (6), está disposta uma segunda ferramenta de moldagem (62), com uma face de moldagem (64).
10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o material em forma de folha (2'), no seu lado externo afastado do diafragma (20), está unido com um invólucro (4') estanque a gás.