BR112013003375A2

BR112013003375A2 - processo para a produção e monitoramento de um objeto, ao menos parcialmente formado de plástico, e um componente

Info

Publication number: BR112013003375A2
Application number: BR112013003375-4A
Authority: BR
Inventors: Klaus Jansen
Original assignee: Thomas Gmbh + Co. Technik + Innovation Kg
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2020-08-04
Also published as: CN103228412A; US9770846B2; WO2012019749A1; CN103228412B; EP2603367A1; DE102010034386A1; US20140031458A1

Abstract

PROCESSO PARA A PRODUÇÃO E MONITORAMENTO DE UM OBJETO, AO MENOS PARCIALMENTE FORMADO DE PLÁSTICO, E UM COMPONENTE. Na produção de componentes de contrução 45 plásticos, reforçados e não reforçados, após a modelagem, o plástico terá de ser solidificado. Para tanto, para o componente 45 a ser produzido, terá de ser aduzido energia. Até agora isto vinha sendo feito por aquecimento de molde 47 para produzir é ilimitada pelo fato de que especialmente em componentes grandes e de volume grande volume, resultam tempos de solidifcação demasiado extensos do plástico. A invenção prevê qua a adução da energia para solidificar o plástico no componente 45 seja realizada por ao menos uma fibra 51 óptica para o plástico a ser solidificado. Pela adução direta de energia no componente a er produzido, a solidificação do plástico poderá ser acelerada.

Description

Relatório Descrito Patente de Invenção para "PROCESSO PA- Ea RA A PRODUÇÃO E MONITORAMENTO DE UM OBJETO, AO MENOS PARCIALMENTE FORMADO DE PLÁSTICO, E UM COMPONENTE". é A presente invenção refere-se a um processo para produzir um —abjeto ao menos parcialmente formado de plástico, de acordo com o preâm- bulo da reivindicação 1. Além disso, a invenção abrange um processo para o monitoramento de um objeto, ao menos parcialmente formado de plástico, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 10. Além disso, a invenção a- brange um componente de acordo com o preâmbulo da reivindicação 12. Objetos plásticos, por exemplo, perfis ou componentes de cons- -” trução ou consistem totalmente de plásticos ou — na maioria dos casos — de um sistema matricial de plástico e ao menos um reforço ali embutido, por v exemplo, fibras de reforço e/ou sessões de reforço. Para produzir esses ob- jetos de forma descontinua ou continua, por exemplo, por pultrusão, o plásti- co terá de ser reforçado. O plástico, ou seja, o sistema matricial, para esta finalidade, durante o processo da produção, será transformado de um estado liquefeito ou outro estado passível de formação, em um estado solido. Para tanto se torna necessário à energia, na qual, de acordo com o sistema matri- cial usado, pode se trata de energia térmica e/ou de energia de radiação ele- tromagnética.

Especialmente nos objetos, especialmente componentes de construção ou perfis de sessões transversais relativamente grandes ou osci- lações nítidas na sessão transversal, é necessário não somente aduzir uma quantidade de energia correspondente, mas a energia terá de alcançar a sessão transversal global do objeto ate a área do núcleo, ou seja, ate o cen- tro. Ate agora é comum conduzir a energia para o componente de constru- ção a ser produzido através de uma forma aquecida. Nos componentes de construção de grande porte, especialmente naqueles com sessões transver- sais maiores, ou seja, acentuadas oscilações na sessão transversal, é natu- ralmente necessário um determinado período de tempo ate que a energia aduzida externamente seja transmitida da forma aquecida para o plástico do objeto a ser produzido, tenha alcançado o interior do objeto ate o seu núcleo.

A consequência são tempos de produção correspondentemente extensos. O, Além disso, o suprimento de energia que se realiza apenas pela parte exter- na, no caso de objetos com grandes espessuras, ou seja, com oscilações : nas suas sessões transversais, isto resulta em uma contração descontrolada do sistema matricial, o que pode resultar em deformações indesejadas do componente de construção e tensões.

Nos objetos conhecidos como, por exemplo, componentes de construção e perfis com uma estrutura matricial, ou seja, plástico reforçado, não existe possibilidade de testar o estado do objeto (especialmente a sua carga). Porisso, existem muitos casos de uso nos quais, de forma mais fácil possível, durante o emprego ou a operação deve ser determinado o estado e/ou a carga. Tr A presente invenção se ocupa com a produção aprimorada, es- pecialmente com capacidade de potencial maior, de objetos plásticos, prefe- rencialmente reforços de objetos plásticos e/ou o monitoramento (especial- mente o monitoramento e controle) de objetos produzidos de material plásti- co reforçado ou também não reforçados.

Um processo para solucionar essa tarefa apresenta as medidas da reivindicação 1. Neste sentido está previsto para reforçar o plástico, es- pecialmente a matriz de plástico e reforços no caso de objetos reforçados, empregar ao menos um condutor de energia, sendo que o respectivo condu- tor de energia não se encontra dentro do objeto a ser produzido. Por ao me- nos um condutor de energia, a energia necessária para reforçar o plástico ou a matriz poderá ser conduzida diretamente ao interior do objeto, e isto com uma disposição correspondente de ao menos um condutor de energia na sessão transversal do objeto. Especialmente quando forem empregados vá- rios condutores de energia, poderá se verificar uma adução controlada e e- nergia para aquele ponto do objeto referido a sessão transversal, onde a energia está preferencialmente necessária para reforçar o plástico, ou seja, —amatriz. O processo de acordo com a invenção possibilita uma adução dire- ta da energia, o que na adução convencional de energia, através de uma forma aquecida, não acontece. Dessa maneira, a invenção possibilita uma produção mais rápida de objetos de plástico com ou ao menos sem um re- EA forço. Adicionalmente, conduto, também poderá ser conduzido energia atra- vés da forma para o objeto.

: É Preferencialmente está previsto introduzir ao menos um condu- torde energia no objeto a ser produzido. Isto pode ocorrer permanentemente ou também somente durante a produção. Para isto está preferencialmente previsto embutir ao menos um condutor de energia, no todo ou em parte dentro do objeto a ser produzido. No caso de objetos providos de reforços, ao menos um condutor de energia pode fazer parte da matriz. Pela embuti- ção de ao menos um condutor de energia no objeto, o respectivo condutor * de energia pode transportar a energia necessária para reforçar o plástico ou a matriz diretamente ou indiretamente no objeto a ser produzido. Assim sen- " do a energia poderá ser transportada para aquele ponto onde ela é necessá- ria para um reforço uniforme otimizado do plástico ou da matriz. Através des- ta introdução direta e controlada da energia no objeto, o plástico, ou seja, a matriz pode ser rapidamente reforçada em forma homogênea.

Além disso, está preferencialmente previsto que ao menos um condutor de energia libere a energia por ele transportada através de uma livre extremidade, preferencialmente uma face frontal livre, para o plástico, paraa matriz do objeto a ser produzido. Desta maneira, a partir de cada condutor de energia poderá ser conduzida a energia para um ponto determi- nado, referido a sessão transversal e ao comprimento do objeto a ser produ- zido, sendo assim integrado no plástico, ou seja, na matriz. Para evitar neste caso densidade de energias localizadas muito intensas pode se imaginar prever na extremidade do respectivo condutor de energia um corpo difusor. Desta maneira estará disponível uma superfície maior para a transferência da energia transportada pelo respectivo condutor de energia para o interior do objeto, face maior esta que estaria prevista no plástico a ser reforçado ou na matriz.

Outra ampliação vantajosa do processo prevê que a energia que é transportada por ao menos um condutor de energia para o objeto a ser produzido seja introduzida, sendo irradiada de forma distribuída pelo respec-

tivo condutor de energia. Isto pode ocorrer, por exemplo, por meio de ondu- SE lação e/ou difusão de estruturas de ao menos um condutor de energia. À difusão pode ser produzida de diferentes maneiras, por exemplo, através de , uma estrutura correspondente da camisa do condutor de energia preferenci- —almente em formato de uma seção. Desta maneira estará disponível não somente a face frontal do respectivo condutor energético para a transferên- cia da energia para o plástico ou para a matriz, porém também a face da camisa. Pela embutição de um comprimento correspondente do condutor energético no objeto a ser produzida, a superfície do condutor energético embutido no objeto a ser produzido, poderá ser adequado de acordo com as 7 exigências, e desta maneira poderá ser influenciada a eficácia com a qual o respectivo condutor de energia libera energia para o plástico a ser reforçado Õ ou para a matriz.

Uma modalidade preferida do processo prevê usar como condu- tores energéticos, condutores energéticos ópticos. Por exemplo, trata-se neste caso de fibras ópticas, como por exemplo, fibras vítreas ou poliméri- cas. Desta maneira a energia será transportada em um percurso óptico co- mo uma irradiação eletromagnética de estrema alta frequência, especial- mente através de um laser, ate o objeto a ser produzido, sendo acoplada nas faces de contacto, ou seja, nas faces de passagem das fibras ópticas para o plástico ou matriz a serem solidificados. No caso de uma modalidade imaginável do processo, está pre- visto empregar ao menos uma fibra óptica apenas para o suprimento de e- nergia dentro do objeto a ser produzido. A respectiva fibra óptica não per- —manece, todavia dentro do objeto a ser produzido. Neste procedimento será preferencialmente ao menos uma fibra óptica de tal modo posicionada no objeto a ser produzido que a sua livre extremidade se encontre pouco antes daquele ponto, no qual se solidificam o plástico ou a matriz. Fica assim as- segurado que a respectiva fibra óptica destinada ao transporte da energia, não seja embutida no plástico a ser reforçado e com isso não mais podendo ser afastada do objeto a ser produzido. Quando a respectiva fibra óptica, que serve para a condução da energia, não permanecer dentro do objeto da ser produzido, se procedera de tal maneira que, ou em processos contínuos, An pela respectiva fibra óptica paralisada, o objeto a ser produzido é continua- mente avançado ou no caso dos processos descontínuos, a fibra óptica res- , : pectiva, destinada a condução da energia, antes do reforço do plástico ou da matriz é extraída do objeto a ser produzido. Outra conformação alternativa do processo prevê que de ao me- nos uma fibra óptica é formado ao menos uma parte do reforço do objeto a ser produzida, especialmente a sua matriz. Também no mínimo uma única fibra óptica, empregada para a condução da energia, permanecerá então permanentemente dentro do objeto a ser produzido. Nessa hipótese, tam- ft bém nos processos de produção contínuos, por exemplo, na pultrusão, ao menos uma fibra óptica que serve para conduzir a energia será avançada 7 continuamente na direção da produção acompanhado o objeto. Neste pro- cedimento, cada fibra óptica, que serve para conduzir a energia, através da qual uma função dupla, por introduzir, por um lado, ao menos uma parte da energia necessária para reforçar o plástico ou a matriz, é diretamente intro- duzida no plástico ou na matriz e, por outro lado formando uma parte do re- forço, ou seja, a matriz do componente ou perfil ou de outro objeto a ser pro- duzido.

Outra modalidade vantajosa do projeto prevê que a fibra óptica, que serve ao menos para condução da energia, seja também empregada para o controle do objeto produzido. Ao menos uma fibra óptica que serve na produção do objeto para o transporte da energia para o interior do objeto, nesta modalidade do processo será também empregada para o monitora- mento do objeto pronto, especialmente na operação, ou seja, no seu uso pratico. A respectiva fibra óptica possui, portanto uma função múltipla, por permitir também uma observação do objeto pronto. Sem quaisquer altera- ções do objeto, as fibras ópticas empregadas na sua produção para o refor- ço do plástico, ou seja, especialmente condutores luminosos, podem ser empregados para efeito de realização de inspeções, controles e/ou diagnos- tico no objeto pronto, e eventualmente também durante a sua operação.

Outro processo para solucionar a tarefa inicialmente mencionada Ss O é apresentado pela medida da reivindicação 10. Para tanto está previsto que a determinação de ao menos o estado e/ou da carga do objeto se verifique . através de ao menos uma sessão de reforço. Desta maneira, o objeto não —precisatera sua conformação construtiva alterada para que seja controlado inspecionado ou também diagnosticado. Especialmente pelo empregado de ao menos uma sessão de reforço, as medidas de monitoramento menciona- das podem ser realizadas a qualquer ocasião, durante o emprego, ou seja, a operação do objeto. Uma ampliação do processo prevê usar ao menos uma sessão Í de reforço conformado como fibra óptica a fim de preferencialmente realizar fr o monitoramento do objeto através de condução de luz. As fibras ópticas ? empregadas para fins de monitoramento, quando se pode tratar, por exem- plo, de fibras vítreas ou poliméricas, representam também materiais típicos para reforços, de maneira que ao menos uma fibra óptica integrada para fins de monitoramento, ao mesmo tempo também pode fazer parte do reforço, sem que sejam prejudicados com isto propriedades de resistência do refor- ço.

Um componente de construção que soluciona a tarefa da inven- ção apresenta as características da reivindicação 12. Neste sentido, o com- ponente possui ao menos um condutor óptico. Este condutor óptico está embutido no componente de construção, sendo componente da matriz do componente de construção. Ao menos um condutor óptico possibilita condu- zir do interior do componente de construção para fora informações que ser- vem para fins de monitoramento, para que essas informações sejam avalia- das fora do componente de construção.

De modo especialmente preferido está previsto que ao menos um condutor óptico seja formado para determinação das informações atra- vés do estado e/ou através da carga do componente de construção, com- pondo uma parte do reforço do componente de construção. Ao menos um condutor óptico será então parte da matriz plástica e de sessões de reforço do componente plástico. Ao menos um condutor óptico apresentara então uma função múltipla, a qual serve por um lado para o reforço do componente a de construção e por outro lado serve para fins de monitoramento. A fibra óp- tica que serve para fins de controle, de observação e/ou diagnostica pode t À eventualmente também servir para transportar energia para o reforço do ma- terial do componente de construção, integrando essa energia neste compo- nente.

Uma modalidade preferida do componente de construção prevê que ao menos um condutor óptico seja conformado ao menos como uma fibra óptica, por exemplo, uma fibra vítrea ou polimérica. Tais fibras ópticas adaptam-se especialmente também para a formação de reforços de compo- nentes de construção formados de plástico. A fibra óptica será então com- . ponente da matriz do componente de construção. A respectiva fibra óptica : desta maneira não precisara ser prevista como componente adicional na matriz do componente de construção. Além disso, a fibra óptica que serve respectivamente para fins de monitoramento está acondicionada de modo protegido no interior do componente de construção, especialmente da ma- triz. Especialmente, a respectiva fibra óptica ou sessão de materiais de re- forço típicos, não forma corpos estranhos dentro da matriz do objeto que poderiam prejudicas as propriedades do objeto.

Exemplos de execução preferidos da invenção serão em segui- da explicados com base no desenho. As figuras mostram: Figura 1 — corte longitudinal por um objeto com três condutores de energia.

Figura 2 — corte longitudinal por um objeto análogo a figura 1 comum condutor de energia alternativo.

Figura 3 — corte longitudinal por um objeto análogo a figura 1 e 2 com condutor de energia alternativo.

Figura 4 — apresentação de principio de um dispositivo para pro- dução consoante a invenção de um objeto.

Figura 5 — apresentação principal ampliada de um condutor de energia em corte longitudinal.

Figura 6 — conformação alternativa de condutor de energia em uma apresentação análoga a figura 5. SE Figura 7 — apresentação alternativa de um condutor de energia de forma análoga as figuras 5e 6 e É : Figura 8 — outro exemplo de execução de um condutor de ener- giaemuma apresentação análoga as figuras 5 a 7.

As figuras de 1 a 4 apresentam um objeto, em forma simplifica- da. No exemplo de execução mostrado trata-se com relação ao objeto de um componente de construção 10 ou de um perfil. O componente de construção ou outro objeto podem apresentar formas e conformações aleatórias, es- 10 pecialmente sessões transversais aleatórias. Especialmente, o componente * de construção 10 poderá ser retilineo como também curvado. . O componente de construção 10, ou outro objeta a ser produzido í de acordo com a invenção, são formando ou apenas de plástico ou de uma matriz de plástico ou de ao menos um reforço. No material plástico pode se tratar de materiais plásticos aleatórios, especialmente tanto duro plásticos como também termo plástico que podem ser reforçados com energia neles integrada. Nos termo plástico, o plástico será fundido para a modelagem do componente de construção 10 e, em seguida, será solidificado, sendo que esta solidificação é intensificada pela integração de energia, especialmente sendo acelerada. No caso do duro plástico, componentes mesclados para constituir o material básico deformável, são temperados, isto é endurecido, pelo suprimento de energia.

No caso de ao menos um reforço pode se tratar de um reforço aleatório convencional, de sessões, velos, tessituras ou semelhante material.

O componente de construção 10 pode tanto apresentar ao menos um refor- ço longitudinal e ao menos um reforço transversal, em caráter alternativo ou adicional, ao menos um reforço poderá estar previsto em outras direções aleatórias dentro do componente de construção 10 para formação da matriz. Ao menos um reforço pode ser formado de matérias aleatório, especialmen- temateriais altamente resistentes à tração intensa, sessões ou fibras de ex- pansão reduzidas. Ao menos um reforço comumente está totalmente embu- tido no plástico do componente de construção 10.

Para os exemplos de execução a seguir descritos, especialmen- * te das figuras de 1 a 3, parte-se do suposto que o componente de constru- ção 10 seja formado de uma matriz 11 de plástico com vários reforços alea- tórios nela embutidos. Os reforços no plástico da matriz 11 não são mostra- —dosnasfigurasde1a;3 por motivos de melhor visibilidade. De acordo com a invenção está previsto reforçar e/ou endurecer o plástico da matriz 11, em forma total ou ao menos parcial, por ao menos um condutor de energia especialmente por ao menos um condutor de ener- gia na matriz 11. Para tanto, ao menos um condutor de energia esta embuti- dono componente de construção 10, ou em forma permanente ou temporá- ” ria, isto é, somente durante a produção do componente de construção 10. A figura 1 apresenta a produção de um componente de constru- Y ção 10 com três condutores de energia nele embutidos. No exemplo de exe- cução mostrado os condutores de energia são conformados como conduto- res ópticos. No exemplo de execução mostrado, trata-se no caso dos condu- tores ópticos de fibras ópticas 12 ou também de sessões ópticas. As fibras ópticas 12 podem ser fibras vítreas ou poliméricas, mas também podem consistir de outros materiais condutores de energia em caminho ópticos. O numero das fibras ópticas 12 no componente de construção 10 não está res- trito ao exemplo de execução mostrado na figura com três fibras 12 ópticas paralelas e retilineas. De acordo com o tamanho e o tipo de componente de construção 10, o numero das fibras ópticas 12 poderá ser maior ou menor. Também pode se imaginar que apenas esteja prevista uma única fibra óptica 12 para o reforço do plástico da matriz 11 no componente de construção

10. todas as fibras ópticas 12 estão totalmente integrados no componente de construção 10, encontrando-se portanto dentro da sessão transversal do componente de construção 10, distanciadas de suas paredes 14. As fibras ópticas 12, na figura 1 e também nas demais figuras, por motivos de melhor visibilidade, são apresentadas em forma acentuadamente ampliada. Efeti- vamente, as fibras ópticas 12 são essencialmente mais finas. De preferên- cia, os diâmetros das fibras ópticas 12, que no exemplo de execução da figu- ra 1 dispõe de um diâmetro idêntico, mas que também pode apresentar diâ-

metros variados, para conduzirem a determinados pontos do componente de 2 construção 10 um volume maior ou menor de energia correspondendo ao diâmetro das fibras ou sessões do reforço na matriz 11. Assim, por exemplo, á: : os diâmetros das fibras ópticas 12 podem estar na faixa milimétrica, mas — pode também ser um pouco maior ou menor do que um mm. Diâmetros co- muns das fibras ópticas 12 estão situados entre 0,1 mm e 2mm.

No exemplo de execução da figura 1, as fibras ópticas 12 são re- tilíneas e projetando-se em paralelo pela sessão transversal do componente de construção 10 estão ali previstas em forma distribuída. As fibras ópticas 12 se estendem em direção longitudinal do componente de construção 10. x No exemplo de execução apresentado, as três fibras ópticas 12 apresentam comprimento variado, sendo que as suas extremidades, preferencialmente é suas sessões transversais livres 13, terminam em pontos diferenciados com relação à direção longitudinal do componente de construção. Desta maneira se produz uma distribuição uniforme da energia aplicada pelas fibras ópticas 12 no componente de construção 10.

As fibras ópticas 12 serão introduzidas pelo lado de fora dentro do componente de construção 10. Desta maneira, as fibras ópticas 12 po- dem ser abastecidas fora do componente de construção 10 com energia pa- rareforço do plástico da matriz 11 e isto por ao menos uma fonte de energia adequada. Como energia para reforço do plástico da matriz 11 serve raios eletromagnéticos de alta frequência, preferencialmente extremamente de alta frequência, por exemplo, laser. Também pode se imaginar aduzir ener- gia térmica ao componente de construção 10 através das fibras ópticas 12.

A energia aduzida do exterior será introduzida através das fibras ópticas 12 ao longo destas fibras dentro do componente de construção 10. As fibras ópticas 12, embutidas no componente de construção 10, serve, portanto para o transporte de energia para o interior do componente de construção 10. A energia transportada pelas fibras ópticas 12 ao interior do componente de construção 10 será aduzida, ou seja, transferida para o plás- tico nas extremidades das fibras ópticas 12, penetrando no plástico da matriz

11. A energia transportada pelas fibras ópticas 12 dentro do componente de construção 10 é eliminada, portanto nas sessões transversais 13 livres das 2 fibras ópticas 12, com o que são irradiadas no componente de construção 10 para a matriz 11, sendo, portanto reforçado o plástico desta unidade. ' No componente de construção 10, apresentado na figura 1, tra- ta-sede um corpo de comprimento finito, que recebe em uma forma não a- presentada o seu contorno desejado. O componente de construção 10 será, portanto produzido em processo descontínuo. Nesta forma de produção do componente de construção 10, as fibras ópticas 12 para a transmissão da energia encontram- se apenas temporariamente dentro do componente de construção 10. As fibras ópticas 12, portanto serão removidas do componen- . te de construção 10 antes de seu acabamento final. Para esta finalidade está previsto que as fibras ópticas 12 permaneçam somente por um período no | componente de construção 10 em que o plástico, para sua formação, ainda não está totalmente solidificado, ou seja, endurecido. Pode ser imaginar que as fibras ópticas 12 com o reforço progressivo do plástico, sejam extraídas da matriz 11, sendo que os pontos de solidificação do plástico, na extração das fibras ópticas 12 no componente de construção 10, estão sempre situa- dos diante de sessões transversais 13 livres das fibras ópticas 12, a fim de que estas não "congelem" no plástico solidificado.

Todavia, pode-se também imaginar que as fibras ópticas 12 permaneçam dentro do componente de construção 10. Nesta hipótese as fibras ópticas 12 formaram ao menos uma parte do reforço do componente de construção 10 e, portanto também uma parte da sua matriz 11.

Além disso, a invenção prevê que as fibras ópticas 12 remanes- —centesno componente de construção 10 acabado, sejam empregados para fins de monitoramento. As fibras ópticas 12 terão então uma função múltipla, sendo que serve na produção do componente de construção 10 inicialmente para a introdução da energia destinada a solidificação do plástico da matriz 11, no interior do componente de construção 10 formando ao menos uma parte do reforço, e após o acabamento do componente de construção 10 podem ser empregados para fins de monitoramento. O monitoramento pos- sibilita controlar o componente de construção 10 a qualquer ocasião, especi-

almente também durante o emprego pratico, fazendo o seu controle e/ou e diagnostico. Por exemplo, com ao menos uma fibra óptica 12 pode ser reali- zado um controle do estado ou da carga do componente 10. Para fins deste é controle, a respectiva fibra 12 óptica transmite sinais correspondentes no interior do componente de construção 10 ate um aparelho de controle dis- posto fora deste componente de construção 10. Podem ser usados para o controle diferentes sinais a serem transmitidas pelas fibras ópticas 12 para efeito de controle. Especialmente está previsto que o controle se realize em forma visual, sendo visualizadas imagens do interior do componente de construção 10 em uma tela fora do componente de construção 10. . O presente processo de monitoramento pode também ser reali- ' zar no componente de construção 10, ao qual, durante a produção, naco foi É fornecido energia pelas fibras 12 ópticas. Em tal eventualidade, as fibras óp- ticas 12 serviram preferencialmente apenas para formação de uma parte do reforço na matriz 11 e para o monitoramento do estado e/ou da carga do componente de construção 10.

No exemplo de execução da figura 2, um condutor de energia, ou seja, um condutor de luz, novamente uma fibra óptica 15, estende-se continuamente por todo o comprimento do componente de construção 16.

Este componente de construção 16 poderá principalmente ser constituído exatamente como o componente de construção 10 da figura 1. A única fibra óptica 15 estende-se em sentido longitudinal do componente de construção 16 em formato de serpentina, ao longo através do componente de constru- ção 16, preferencialmente pelo centro. Entre os pontos de reversão superior e inferior da fibra óptica 15 que se projeta em forma de serpentina encon- tram-se áreas retas que se projetam obliquamente para com o eixo longitu- dinal do componente de construção 16, preferencialmente com o ângulo de 45º. Toda via também pode se imaginar que a fibra óptica 15 no componen- te de construção 16 apresente outros traçados não retos, por exemplo, ao longo de uma linha senoidal. Como a fibra óptica 15 se estende sem inter- rupções ao longo do componente de construção 16, não dispõe de uma ex- tremidade livre dentro do componente de construção. Por isso a liberação da energia se verifica aqui por uma irradiação distribuída na face lateral 17 da 2 fibra óptica 15. Em outras palavras, a energia transportada pela fibra óptica 15 dentro do componente de construção 16 é distribuída pela face lateral 17, ' Ú especialmente em sentido perpendicular para com a face lateral 17, abando- nando esta face conforme indicado pelas setas na figura 2. Na fibra óptica 15, apresentando na figura 2, será, portanto a energia transportada pela fibra diretamente através do componente de construção 16, por meio de ondula- ção será liberada para o plástico, ou seja, para a matriz 11 do componente de construção 16, ou seja, será introduzida na matriz 11. Diferente da apresentação da figura 2, no componente de cons- . trução 16 podem também estar disposta várias fibras ópticas 15 não retilí- neas, especialmente em formato de serpentina, as quais estarão então dis- 1 tribuídas desta forma na sessão transversal do componente de construção 16 que este simultaneamente seja abastecido de energia pelas fibras ópticas

15. No caso de um perfil simétrico do componente de construção 16, as fi- bras ópticas 15 preferencialmente são distribuídas de modo uniforme, ou seja, simétrico, pela sessão transversal do plástico, ou seja, da matriz 11 do componente de construção 16. A disposição contínua, mostrada na figura 2, de ao menos uma fibra 15 óptica em forma de serpentina no componente de construção 16 adapta-se assim tanto para a produção descontínua do com- ponente de construção 16 com um comprimento finito, como também para a produção contínua de um componente de construção 16 em forma de uma sessão de material de complemento aleatório. A introdução de energia na fibra óptica 15 verifica-se então de tal maneira que da face lateral 17 da mesma energia, essencialmente é feita uma irradiação somente na área ini- cial do componente de construção 16, sendo que o plástico ainda não está reforçado, ou seja, matriz 11 ainda não está endurecida. Ao menos uma fibra óptica 15 permanecera — nesta conformação da invenção — dentro do com- ponente de construção 16. Desta maneira, ao menos uma fibra óptica 15 serve não somente na produção para suprimento de energia ate o plástico a ser endurecido do componente de construção 16. Pela permanência de ao menos uma fibra óptica 15 no componente de construção 16, ela também servira para o seu reforço, sendo que todo o reforço forma ao menos uma EA parte do reforo do componente de construção 16. Além disso, ao menos su- ma fibra óptica 15 também poderá será empregada para o monitoramento, * isto é para controlar o estado, ou seja, a carga do componente de constru- — ção10já acabado e também durante o seu emprego.

A figura 3 apresentou um exemplo de execução da invenção, no qual no componente de construção 18 produzido em processo contínuo ou descontínuo, de constituição, por exemplo, conforme o componente de cons- trução 10 da figura 1, um condutor de energia retilineo contínuo. No exemplo de execução apresentado, o condutor de energia também está conformado ' como fibra óptica 19. Também várias fibras ópticas 19 podem estar dispos- T tas distribuídas no componente de construção 18. : A energia transportada pela fibra optica 19 dentro do componen- te de construção 18 é irradiada perpendicularmente para com a face lateral 20dafibra óptica 19 quando é introduziu ano plástico a ser reforçado da ma- triz 11do componente de construção 18. As setas simbolizam na figura 3 a direção da irradiação 21 da energia liberada pela fibra óptica 19 para a face lateral 20. Através de interferências controladas na face lateral 20, por e- xemplo, por uma sessão áspera da face lateral, 20 surgem faces de saída paraa energia da fibra 19 óptica. Baseado em interferências ou irregularida- des diferenciadas da sessão áspera formada na face lateral 20, pode se i- maginar que a direção da irradiação 20 não abandona — conforme mostrado na figura 3 de uma maneira ideal — perpendicularmente em sentido da face lateral! 20 da fibra óptica 19, porém em sentido ligeiramente obliquo em rela- çãoaestaface lateral, em direções diferentes, sendo que também podem se cruzar as direções de irradiação 21.

As figuras de 5 a 8 apresentam modalidades diferentes de fibras ópticas. Por exemplo, as fibras ópticas 12, 15 e 19 das figuras de 1 a 3 po- dem assim ser conformadas.

A fibra óptica 22 da figura 5 apresenta um núcleo interno 23 e uma camisa externa 24. Ao menos o núcleo 23 é conformado como condutor óptico, por exemplo, como fibra de vidrou ou fibra de poliamida. A camisa 24 a envolver o núcleo 23, no exemplo de execução da figura 5 está de tal mo- a do conformada que não permite passagem de energia. A energia será de- pois avançada no núcleo 23 na direção da irradiação 21 ate a face frontal 25 : Ú livre na livre extremidade da fibra óptica 22, ou seja, do condutor óptico. Na facefrontal 25, a energia, por exemplo, irradiação eletromagnética de extre- ma alta frequência, gerada por ao menos um laser abandona o núcleo 23, de onde é absorvida a energia do plástico circundante da fibra óptica 22 ou da matriz, a fim de reforçar o plástico, ou seja, a própria matriz. A figura 6 apresenta uma fibra 26 óptica conformada e construí- dacomo a fibra óptica 22, ou seja, dispondo de uma camisa 28 que envolve ' o núcleo 27 interno e uma camisa 28 que o circunda. Contrario ao exemplo de execução da figura 5, a fibra óptica 16 não dispõe de uma extremidade É obtusa. A extremidade ao contrario é estreitada, sendo conformada prefe- rencialmente estreitada em sentido cuneiforme, de maneira que na livre ex- tremidade da fibra óptica 26 surge um cone 29. A energia transportada pelo núcleo 26 em direção longitudinal da fibra óptica 26 ate o cone 29, abando- nara pela face externa cuneiforme o cone 29, ou seja, da sua camisa 28, e ligeiramente em direção obliqua ate a face externa cuneiforme do cone 29. Desta maneira, a energia abandona em direção de irradiação radial 21 a fa- celateral cuneiforme do cone 29. Depois a energia será induzida em sentido radial do cone 29 no material plástico, ou seja, na matriz 11 a serem endure- cidos.

A figura 7 apresenta um exemplo de execução de uma fibra ópti- ca 30, a qual é constituída como as fibras ópticas 22 e 26 de um núcleo in- terno31ede uma camisa 32 que o circunda. Na extremidade livre 33 obtusa da fibra 30 óptica está disposto um corpo difusor 34. Este pode ser confor- mado como um corpo de absorverão ou fluorescente. A energia introduzida pelo núcleo 31 dentro do lado frontal do corpo difusor 34, preso diante da fibra óptica 30, será introduzida por toda a face circunferencial 35 e da face frontal livre 36 do corpo difusor 34 dentro do plástico, ou seja, a matriz 11, que o envolve. Desta maneira, a energia será conduzida ate o plástico a ser solidificado de maneira uniformemente distribuída, ou seja, de forma difundi-

da, com o que são evitadas densidades de energia localizadas e desta ma- 2 neira podem ser conduzidas quantidades de energia relativamente grandes através do corpo difusor 34 para o plástico ou matriz 11 a serem solidifica- f À dos sem que ocorram prejuízos do plástico, ou seja, da matriz 11 devido a densidades de energia demasiadas intensas.

A fibra óptica 37 da figura 8 também dispõe de um núcleo 38 de uma camisa 39. A energia é transportada pelo núcleo 38 ate a livre extremi- dade 40 da fibra óptica 37. No núcleo 38 estão embutidos meios de difusão

41. Com relação a estes meios de difusão 41 pode se tratar de pequenas partículas, ou seja, corpúsculos, com outras propriedades de material que is não o núcleo 38, mas também pode se tratar de compartimentos ocos ou de 7 pontos falhos no núcleo 38. Desta maneira verifica-se uma difusão da ener- ! gia no núcleo 38 que também está direcionada para fora, na direção da face envolvente 42 do núcleo 38. Ts Na fibra óptica 37, a camisa 39 também está conformada para a difusão da energia. Para tanto, a camisa 39 possui — ou conforme o núcleo 38 — meios difusores ou apresenta estruturas 43. Em virtude das estruturas 43, a camisa 39 constitui uma camada de absorção ou de fluorescência que circunda o núcleo 38, pela qual a energia é irradiada para o exterior, aban- donando em diferentes direções radiais as fibras ópticas 37. A energia a- bandona então a fibra óptica 37 em forma de raios de energia preferencial- mente distribuídos uniformemente ao redor da fibra óptica 37. Estes raios de energia serão obsorvidos pelo material plástico ou pela matriz 11 de um componente de construção, quando o material plástico, ou seja, a matriz 11, são endurecido, ou seja, solidificados. Além disso, energia também poderá abandonar a fibra óptica 36 pela extremidade 40 livre ao menos do núcleo

38.

Diferente do exemplo de execução da figura 8, na livre extremi- dade 40 das fibras ópticas 37 pode estar previsto um cone 29 ou um corpo difusor34.

A figura 4 apresenta a invenção em conexão com a produção contínua de um componente de construção 45 alongado, em forma de uma seção. Uma possibilidade de produzir continuamente um componente de idos construção 45 extenso dessa forma, especialmente um perfil, em sentido contínuo é pela pultrusão apresentada esquematicamente na figura 4. Na í produção, o componente de construção 45 será atravessado na direção da produção 46,o componente de construção 45 durante a produção será atra- vessado pela forma 47 parada. A forma 47 preferencialmente inteiriças en- volve completamente o perfil do componente de construção 45 a ser produ- zido.

O componente de construção 45 é formado de uma matriz de fi- bras de reforço 48 e plástico que as embute especialmente um duro plástico.

: No exemplo de execução mostrado, as fibras de reforço 48 projetam-se con- «é tinuamente na direção da produção 46 através do componente de constru- S ção 45. Mas também pode se imaginar prever outros ou adicionais reforços na mostrados, por exemplo, reforços transversais.

As fibras de reforço 48 serão integradas na forma 47 no início da forma 49, de uma forma convencional para o processo da pultrusão. As fi- bras de reforço 48 se projetam ininterruptamente, em sentido paralelo con- vergente, ao longo da forma 47. Na extremidade da forma 50 dianteira na direção da produção 46, o componente de construção 45 pronto abandona a forma47, quando o componente de construção 45 está totalmente solidifica- do, ou seja, endurecido.

O processo do endurecimento, ou seja, da solidificação do plás- tico do componente de construção 45 é feito pela adução de energia. Uma parcela de energia poderá ser introduzida pelo aquecimento da forma 47 através da face lateral externo dentro do componente 45.

A invenção prevê introduzir por dentro do componente de cons- trução 45 a ser produzido, a energia adicional, porém eventualmente tam- bém toda a energia (a forma 47 então não precisara ser aquecida), a fim de acelera o endurecimento, ou seja, a solidificação do plástico, ou seja, da ma- triz 11 do componente de construção 45. Para esta finalidade, no exemplo de execução mostrado está prevista uma fibra 51 óptica que serve de condu- tor energético. A fibra óptica 51 reta situada no centro do perfil, preferenci-

almente no eixo longitudinal do componente de construção 45, na figura 4 é a mostrada de forma ampliada para fins de apresentação. Em principio, o diâ- metro da fibra óptica 51 não precisa ser maior do que o diâmetro das fibras É de reforço 48. Mas também pode ser imaginar que a fibra 51 óptica seja con- formada com diâmetro pouco maior do que a fibra de reforço 48 a fim de ampliar o fluxo de energia através da fibra 51 óptica.

Da mesma maneira como a forma 47, a fibra 51 óptica é retida fixa por meios adequados. Desta maneira, a fibra óptica 51 está para em relação a forma 47. Uma extremidade 52 da fibra óptica 51, que está situada nointerior da forma 47, não altera desta forma a sua posição relativamente à * forma 47. Desta maneira, a fibra óptica 51 não permanece no componente - de construção 45 a ser produzido. A livre extremidade 52 da fibra óptica 51 1 encontra-se aproximadamente no centro, no interior do componente de construção 45 a ser produzido, em tal ponto onde o plástico, a matriz 11 ain- da não está reforçada ou solidificada. Este ponto forma um ponto de gel 53 do duro plástico, a qual, vista na direção da produção 46, está situada na frente da extremidade 52 da fibra óptica 51.

A extremidade 52 da fibra óptica 51 na forma 47, ou seja, no componente de construção 45 a ser produzido, pode ser conformado con- forme mostrado nas figuras de 5 a 7.

Também pode se imaginar, todavia conforma a fibra óptica 51 de acordo com a figura 8 de maneira que a energia transportada pela fibra 51 óptica dentro do componente de construção 47 a ser produzido, seja elimi- nada não apenas no lado frontal na extremidade 52 da fibra 51 óptica, porem também no lado da camisa. Dessa maneira podem ser transferidas taxas de erngia relativamente grandes, sem aquecimentos localizados do plástico, ou seja, da matriz 11, pela fibra óptica 51 para o plástico, ou seja, a matriz vi- sando produzir o componente de construção 45, com o que é produzida uma solidificação, ou seja, endurecimento, rápido do componente de construção 45 Diferente do exemplo de execução na figura 4, também pode se imaginar prever várias fibras ópticas 51 as quais, com suas extremidades 52,

projetam-se dentro da forma 45, conforme demonstrado a titulo de exemplo acid na figura 1.

LISTAGEM DE REFERÊNCIA É 10 componente de construção 11 matriz 12 fibra ótica 13 sessões transversais livres 14 paredes 15 fibra ótica 16 componente de construção . 17 face lateral 7 18 componente de construção É 19 fibra ótica 20 face lateral 21 direção de irradiação 22 fibra de ótica 23 núcleo 24 camisa externa 25 face frontal 26 fibra ótica 27 nucleo 28 camisa exerna 29 cone 30 fibra ótica 31 núcleo 32 camisa externa 33 extremidade livre 34 corpo difusor 35 face circunferencial 36 face frontal livre 37 fibra ótica 38 núcleo

39 camisa externa e 40 extremidade livre 41 meiois de difusão é 42 face envolvente 43 estrutura 45 componente de construção 46 direção da produção 47 forma 48 fibras de reforço 49 início da forma 50 extremidade da forma * 51 fibra ótica í 52 extremidade 53 ponto de gel

Claims

REIVINDICAÇÕES ea 1. Processo para a produção de um objeto, ao menos parcial- mente conformado de plástico, preferencialmente um objeto, o qual, ao me- : nos, apresenta um reforço, sendo que o plástico é reforçado pela aplicação de energia, caracterizado pelo fato de que a energia é conduzida ao plás- tico a ser reforçado por ao menos um condutor de energia no objeto a ser produzido.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- lo fato de que ao menos um condutor de energia é integrado e/ou embutido noobjetoa ser produzido, preferencialmente, no objeto plástico.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 e 2, caracterizado “ pelo fato de que a energia é transferida para o plástico através de uma ex- tremidade, preferencialmente, uma face frontal livre de ao menos um condu- tor de energia.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- lo fato de que a energia é transferida e/ou embutida no plástico por uma irradiação distribuída, especialmente por ondulações, difusão em estruturas de ao menos um condutor de energia e/ou um corpo difusor.
5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- lofato de que como condutor de energia é empregado um condutor de e- nergia óptico, especialmente com uma fibra óptica (12,15,19,22,26,30,37,51), sendo que o condutor de energia é alimentado de energia com irradiação eletromagnética de alta frequência, preferencialmen- te gerada por ao menos um laser.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pe- lo fato de que ao menos uma fibra óptica (12,15,22,26,30,37,51) serve ape- nas para a adução de energia, sem permanecer no objeto a ser produzido.
7. Processo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracteriza- do pelo fato de que ao menos uma fibra óptica (12,15,22,26,30,37,51) é de talmodo integrada no objeto a ser produzido, que a sua livre extremidade se encontra pouco antes do ponto em que se solidifica o plástico do objeto a ser produzido.
8. Processo de acordo coma reivindicação 5, caracterizado pe- o lo fato de que ao menos de uma fibra óptica (12,15,22,26,30,37,51) é for- mada ao menos uma parte do reforço do objeto a ser produzido. :
9. Processo de acordo com uma das reivindicações de 5 a 8, ca- racterizado pelo fato de que ao menos uma fibra óptica (12,15,22,26,30,37,51) permanece no objeto a ser produzido, especialmente para formar uma parte do reforço e/ou para fins de controle.
10. Processo para o monitoramento de um objeto, ao menos parcialmente formado de plástico, preferencialmente, um objeto apresentan- do uma matriz 11 de plástico e seções de reforço, sendo que ao menos o estado e/ou uma carga do objeto serão determinados, caracterizado pelo . fato de que a determinação de ao menos o estado e/ou da carga no objeto, À será feita por ao menos uma seção de reforço.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que é empregada ao menos uma seção de reforço, conforma- da como fibra óptica (12,15,22,26,30,37,51), a fim de determinar, preferen- cialmente, por condução de luz, ao menos o estado e/ou a carga do objeto.
12. Componente com uma matriz (11) de plástico e ao menos um reforço, preferencialmente fibras de reforço, caracterizado pelo fato de que na matriz (11) está integrado ao menos um condutor óptico para trans- porte de energia para a matriz (11).
13. Componente de acordo com a reivindicação 12, caracteri- zado pelo fato de que o condutor óptico é parte do reforço.
14. Componente de acordo com a reivindicação 12 ou 13, carac- terizado pelo fato de que ao menos um condutor óptico é ao menos uma fibra óptica (12,15,22,26,30,37,51);