BR112013020890B1

BR112013020890B1 - estrutura fibrosa de reforço de peça de material compósito, peça de material compósito e processo de realização de uma peça de material compósito

Info

Publication number: BR112013020890B1
Application number: BR112013020890-2A
Authority: BR
Inventors: Loïc Olivier
Original assignee: Snecma
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2020-12-22
Also published as: WO2012117209A1; FR2972129B1; FR2972129A1; CA2827806A1; EP2681036B1; RU2013144380A; CN103415388A; RU2591148C2; CN103415388B; BR112013020890A2; EP2681036A1; US9550340B2; US20140017074A1; CA2827806C

Abstract

PEÇA DE MATERIAL COMPÓSITO COMPORTANDO ELEMENTOS DE RELEVO E MÉTODO DE PRODUÇÃO CORRESPONDENTE. Uma estrutura fibrosa (100) de reforço de peça de material compósito é obtida por tecelagem de multicamadas entre uma pluralidade de camadas de fios de urdume (101) e uma pluralidade de camadas de fios de trama (102). A estrutura fibrosa (100) compreende, por outro lado, pelo menos sobre um das suas faces elementos de fixação (120, 130), cada elemento de fixação compreendendo um corpo (121, 131) disposto sob fios (101 1, 102 2) presentes sobre uma face da estrutura fibrosa e porções de fixação (122, 123; 132, 133) situado acima dos referidos fios.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se à realização de peças de material compósito e, mais particularmente, às peças equipadas com meios de prender ou fixar notadamente para o suporte de equipamentos.

[0002] Um domínio de aplicação da invenção é mais particularmente a realização de peças de material compósito estrutural, ou seja, peças de estrutura com reforço fibroso densificado por uma matriz. Os materiais compósitos permitem realizar peças tendo uma massa global menos elevada que estas mesmas peças quando elas são realizadas de material metálico. O reforço fibroso das peças de material compósito de geometria padrão, como virolas ou painéis, é em geral realizado em uma única peça por tecelagem de multicamadas entre as camadas de fios de urdume e camadas de fios de trama. Uma vez o reforço densificado por uma matriz, este assegura uma boa distribuição dos esforços mecânicos locais sobre o conjunto da peça conferindo assim, a esta última, um bom caráter estrutural e uma resistência mecânica elevada.

[0003] No caso de peças de material metálico, equipamentos ou suportes destinados à fixação de tais equipamentos são fixados diretamente sobre a peça notadamente por soldagem ou por meio de perfurações na peça permitindo a passagem de órgãos de fixação, como parafusos ou rebites.

[0004] Contudo, no caso de uma peça de material compósito, não é possível soldar suportes ou equipamentos diretamente sobre a peça. Além disso, a realização de perfurações fragiliza mecanicamente a peça porque criam interrupções na continuidade dos trajetos de transmissão dos esforços mecânicos. No caso de peças destinadas à aeronáutica, como cárteres de turbopropulsores, as perfurações são proibidas na zona de retenção da peça.

[0005] O documento US5024874 divulga um novo tecido tridimensional que tem uma base formada a partir de uma multiplicidade de fios tecidos. Os fios são dispostos e tecidos para formar um tecido com uma multiplicidade de urdumes dispostos em uma pluralidade de linhas e colunas, uma pluralidade de primeiras tramas cruzando as colunas de urdume nos espaços intersticiais entre as linhas de urdume adjacentes e uma pluralidade de segundas tramas cruzando os ditos urdumes e ditas primeiras tramas nos espaços intersticiais entre as colunas de urdume adjacentes. O tecido tridimensional também possui um mecanismo de ligação sólido incorporado ao corpo do tecido por uma pluralidade de fios que são enrolados em torno de sua periferia.

[0006] O documento US5024874 divulga um novo tecido tridimensional que tem uma base formada a partir de uma multiplicidade de fios tecidos. Os fios são dispostos e tecidos para formar um tecido com uma multiplicidade de urdumes dispostos em uma pluralidade de linhas e colunas, uma pluralidade de primeiras tramas cruzando as colunas de urdume nos espaços intersticiais entre as linhas de urdume adjacentes e uma pluralidade de segundas tramas cruzando os ditos urdumes e ditas primeiras tramas nos espaços intersticiais entre as colunas de urdume adjacentes. O tecido tridimensional também possui um mecanismo de ligação sólido incorporado ao corpo do tecido por uma pluralidade de fios que são enrolados em torno de sua periferia.

[0007] O documento FR2902802 divulga uma textura de reforço de fibra (10) tecido como uma peça única para fabricar uma peça de material compósito que possui uma porção interna (12), ou núcleo, feito por tecelagem com fios feitos de fibras descontínuas, e uma porção (14, 16) adjacente a uma superfície externa, ou película, feita por tecelagem com fios feitos de filamentos contínuos.

[0008] O documento FR2553712 divulga uma banda de atrito de transmissão/freio que compreende uma alça arqueada 10 feita de material plástico reforçado com filamentos, uma faixa 13 de material de revestimento de atrito e um comprimento de material de reforço fibroso 14 entre a faixa e o revestimento de atrito. A alça 10 foi aplicada e os terminais de reação 11, 12 (por exemplo, de aço) nas extremidades adjacentes. São apresentados exemplos de composição da alça 10 (por exemplo, material plástico pode ser epóxi termoendurecível e filamentos podem ser, por exemplo, vidro, boro, grafite); material fibroso 14 pode ser por exemplo pano não tecido fino. O método para fazer a banda pode envolver a dobra da alça 10, enquanto não está em um estado curado; aplicar faixas 13, 14; formando o conjunto na forma cilíndrica como sendo enrolado em um mandril e na banda de cura enquanto a tensão é aplicada utilizando o acessório mostrado na Fig. 5. Os pinos 56, 70 do acessório engatam respectivamente nos terminais 12, 11.

[0009] O documento DE19834772 divulga que os componentes estruturais incluem insertos, cada inserto (1) sendo colocado entre duas camadas de reforço individuais (3). Essas camadas são costuradas uma à outra. A agulha é passada através dos orifícios (8) no flange (7) do inserto, de modo que o inserto seja fixado pelas linhas de costura (9) e não seja conectado positivamente às camadas de reforço individuais.

OBJETO E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] Portanto, é desejável poder dispor de peças de material compósito permitindo a fixação de equipamentos sobre as mesmas, notadamente por soldagem ou brasagem, e isto sem necessitar perfurações no corpo estrutural da peça.

[0011] Para esse efeito, de acordo com a invenção, propõe-se uma estrutura fibrosa de reforço de peça de material compósito, a referida estrutura sendo obtida por tecido de multicamadas entre uma pluralidade de camadas de fios de urdume e uma pluralidade de camadas de fios de trama, caracterizada pelo fato de que a estrutura fibrosa compreende, por outro lado, pelo menos sobre uma de suas faces um ou vários elementos de fixação, cada elemento de fixação compreendendo um corpo disposto pelo menos em parte sob fios presentes sobre uma face da referida estrutura fibrosa e pelo menos uma porção de fixação situada acima dos referidos fios.

[0012] Assim, é possível formar, a partir da estrutura fibrosa de acordo com a invenção, peças de material compósito compreendendo elementos de fixação solidários da peça e cujas porções de fixação poderão ser utilizadas para a fixação de equipamentos sem enfraquecimento do caráter estrutural da peça.

[0013] De acordo com um primeiro aspecto da invenção, cada elemento de fixação é de material metálico, o que permite a fixação de equipamentos ou outras partes de elementos de fixação sobre a peça notadamente por soldagem, brasagem ou colagem metálica.

[0014] De acordo com um segundo aspecto da invenção, cada elemento de fixação compreende uma primeira e uma segunda porções de fixação que se estendem de cada lado do referido corpo e acima dos fios da estrutura fibrosa.

[0015] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, as primeira e segunda porções apresentam uma forma aplainada.

[0016] De acordo com um quarto aspecto da invenção, cada porção de fixação corresponde a uma aba de fixação.

[0017] De acordo com um quinto aspecto da invenção, cada porção de fixação é prolongada por uma aba de retenção disposta sob um ou vários fios da estrutura fibrosa.

[0018] A invenção tem igualmente por objeto uma peça de material compósito compreendendo uma estrutura fibrosa de acordo com a invenção.

[0019] De acordo com um modo de realização da invenção, cada elemento de fixação compreende, por outro lado, uma alça fixada sobre cada porção de fixação.

[0020] De acordo com um aspecto da invenção, a peça constitui um cárter de motor aeronáutico.

[0021] A invenção visa igualmente um turbopropulsor compreendendo um cárter de motor aeronáutico de acordo com a invenção.

[0022] A invenção visa ainda uma aeronave equipada com, pelo menos, um turbopropulsor de acordo com a invenção.

[0023] A presente invenção propõe, por outro lado, um processo de realização de uma peça de material compósito compreendendo as etapas seguintes: - realização de uma estrutura fibrosa por tecelagem de multicamadas entre uma pluralidade de camadas de fios de urdume e uma pluralidade de camadas de fios de trama, - conformação da estrutura fibrosa, - densificação da preforma por uma matriz, caracterizado pelo fato de compreender, por outro lado, antes da densificação da preforma, a inserção sob os fios presentes sobre uma face da estrutura fibrosa de um corpo de um ou vários elementos de fixação, cada elemento de fixação compreendendo, por outro lado, pelo menos uma porção de fixação situada acima dos referidos fios.

[0024] De acordo com um primeiro aspecto do processo da invenção, quando da inserção sob fios acessíveis desde uma face da estrutura fibrosa do corpo de cada elemento de fixação, os referidos fios são relaxados de modo a permitir a passagem de cada elemento de fixação, os referidos fios sendo, em seguida, esticados novamente.

[0025] De acordo com um segundo aspecto da invenção, cada elemento de fixação é disposto sobre a estrutura fibrosa em curso de tecelagem, uma ou várias camadas suplementares sendo tecidas acima de cada elemento de fixação.

[0026] De acordo com um terceiro aspecto do processo da invenção, quando da inserção de cada elemento de fixação sob fios da estrutura fibrosa, o elemento de fixação apresenta uma forma de haste. Após a referida inserção, pelo menos uma parte do elemento de fixação situada acima os fios da estrutura fibrosa é esmagada de modo a formar uma porção de fixação.

[0027] De acordo com um quarto aspecto do processo da invenção, quando da densificação da preforma, a face oposta à estrutura fibrosa de cada porção de fixação de um elemento de fixação é tratada de modo a ser desprovida de matriz proveniente da densificação.

[0028] De acordo com um quinto aspecto do processo da invenção, cada porção de fixação é prolongada por uma aba de retenção que é disposta sob um ou vários fios da estrutura fibrosa quando da inserção do ou dos elementos de fixação sob os fios da estrutura.

[0029] De acordo com um sexto aspecto do processo da invenção, cada elemento de fixação compreende, por outro lado, uma alça fixada sobre cada porção de fixação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0030] Outras características e vantagens da invenção irão aparecer a partir da descrição seguinte de modos particulares de realização da invenção, dados a título de exemplos não limitativos, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: - a figura 1 é uma vista em perspectiva de um cárter de motor aeronáutico de acordo com um modo de realização da invenção, - a figura 2 é uma vista esquemática em perspectiva de uma parte de uma estrutura fibrosa para a fabricação do cárter de motor aeronáutico da figura 1, - as figuras 3A a 3D são vistas em corte de trama em escala ampliada mostrando um exemplo de disposição de fios de trama na estrutura fibrosa da figura 2, - a figura 4 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a inserção de duas bases de apoio de fixação na estrutura fibrosa da figura 2, - a figura 5 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a estrutura fibrosa da figura 2 após a inserção das bases de apoio de fixação, - a figura 6 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a conformação da estrutura fibrosa da figura 5 antes da densificação, - a figura 7 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a peça obtida após densificação da preforma fibrosa da figura 6, - a figura 8 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a parte do cárter de motor aeronáutico da figura 1 munida das bases de apoio de fixação, - a figura 9 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a parte do cárter de motor aeronáutico da figura 1 munida das bases de apoio de fixação e sobre as quais são fixadas as alças, - a figura 10 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a inserção de duas hastes destinadas a formar elementos de fixação em uma estrutura fibrosa de acordo com outro modo de realização, - a figura 11 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a estrutura fibrosa da figura 10 após a inserção das hastes e o esmagamento das extremidades de uma das hastes, - a figura 12 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a estrutura fibrosa da figura 10 após densificação, - a figura 13 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a inserção em uma estrutura fibrosa de uma base de apoio de fixação de acordo com outro modo de realização, - a figura 14 é uma vista esquemática em perspectiva mostrando a estrutura fibrosa da figura 13 após densificação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃO

[0031] A invenção é aplicável de modo geral à realização de peças de material compósito compreendendo um reforço fibroso densificado por uma matriz e cujo corpo é destinado a manter ou suportar equipamentos (caixas, cabos, etc.). Entende-se aqui por “corpo”, qualquer parte estrutural de uma peça, em particular, mas não exclusivamente, de forma de revolução como uma virola.

[0032] De acordo com a invenção, um ou vários elementos de fixação são integrados sobre, pelo menos, uma superfície do corpo a fim de permitir notadamente a retenção ou fixação de equipamentos sem necessitar perfuração no corpo da peça

[0033] A figura 1 ilustra um cárter 10 de um motor de avião de material compósito formado de uma virola 11 compreendendo primeiro e segundo elementos de fixação 12 e 13 destinados a permitir a ancoragem dos equipamentos sobre a virola 11 ou a passagem e a retenção de cabos (não representados na figura 1).

[0034] A figura 2 mostra muito esquematicamente um esboço fibroso 100 destinado a formar o reforço fibroso da virola 11 do cárter 10.

[0035] O esboço fibroso 100 é obtido, como ilustrado esquematicamente na figura 2, por tecelagem de multicamadas realizada de modo conhecido por meio de um tear de tipo jacquard sobre o qual é disposto um feixe de fios de urdume 101 ou filamentos em uma pluralidade de camadas, os fios de urdume sendo ligados por fios de trama 102.

[0036] No exemplo ilustrado, a tecelagem de multicamadas é uma tecelagem com armadura “interlock”. Por tecelagem “interlock”, entende-se aqui uma armadura de tecelagem na qual cada camada de fios de trama liga várias camadas de fios de urdume com todos os fios de uma mesma coluna de trama tendo o mesmo movimento no plano da armadura.

[0037] Por “fios”, entendem-se aqui os filamentos formados cada de um conjunto de filamentos não trançados. Em particular, cada fio pode corresponder a um filamento de 3000 a 12000 filamentos.

[0038] Outros tipos de tecelagem de multicamadas conhecidos poderão ser utilizados, como é evidente.

[0039] O esboço fibroso de acordo com a invenção pode ser tecido notadamente, mas não exclusivamente, a partir de fios de fibras de carbono ou de cerâmica como o carbeto de silício.

[0040] Como ilustrado na figura 2, o esboço fibroso 100 apresenta uma forma de faixa que se estende em comprimento ao longo de uma direção X, o esboço 100 sendo destinado a formar, após conformação e densificação, a virola 11 do cárter 10.

[0041] Um modo de tecelagem de multicamadas com armadura interlock do esboço 100 é mostrado esquematicamente pelas figuras 3A a 3D que são respectivamente vistas parciais ampliadas de planos em corte urdume sucessivos. Neste exemplo, o esboço 100 compreende 6 camadas de fios de urdume 101 que se estendem na direção X. Nas figuras 3A a 3D, as 6 camadas de fios de urdume C1 a C6 são ligadas por fios de trama T1 a T5. Por medida de simplificação, apenas 6 camadas de fios de urdume e 5 camadas de fios de trama são representadas aqui, como evidente seguindo as dimensões (largura e espessura) da estrutura fibrosa que se deseja obter, este última poderá ser realizada com um número de camadas de fios de urdume e de trama bem como um número de fios por camada muito maior.

[0042] No fim da tecelagem, os fios de urdume e de trama não tecidos são recortados para extrair o esboço 100 representado na figura 2, como é procedente da tecelagem de multicamadas.

[0043] Uma vez formado o esboço fibroso 100, as bases de apoio de fixação 120 e 130 são inseridas sob fios da estrutura fibrosa 120 como ilustrado na figura 4. No exemplo descrito aqui, o elemento 120, respectivamente 130, é formado de um corpo 121, respectivamente 131, em cujas extremidades estendem-se duas porções de fixação 122 e 123, respectivamente 132 e 133, que apresentam uma forma aplainada. As bases de apoio de fixação 120 e 130 são preferivelmente, mas não exclusivamente, realizadas de material metálico a fim de permitir a fixação por soldagem ou brasagem de outras partes de elementos de fixação ou de equipamento sobre as porções de fixação 122, 123, 132 e 133.

[0044] Sempre no modo de realização descrito aqui, fios de urdume 1011 e 1012 são estirados localmente (figura 2) a fim de relaxar os mesmos e permitir a passagem dos corpos 121 e 131 respectivamente bases 120 e 130 sob estes fios.

[0045] Uma vez as bases 120 e 130 assim posicionadas, os fios de urdume 1011 e 1012 são esticados novamente a fim de serem colocados em placas sobre os corpos 121 e 131, como representado na figura 5.

[0046] Procede-se, em seguida, à conformação do esboço fibroso 100 para formar a virola 11 do cárter 10 da figura 6. Para esse efeito, como ilustrado na figura 6, o esboço fibroso 100 é conformado sobre um molde 140, apresentando aqui a forma de um mandril e correspondendo à forma interna do cárter 10 a realizar. As duas extremidades livres do esboço 100 podem ser, por exemplo, costuradas juntas antes da densificação ou simplesmente sobrepostas, estas últimas sendo ligadas entre si quando da densificação. Obtém-se assim uma preforma fibrosa 160 pronta para ser densificada. Em variantes de realização, o esboço fibroso apresenta um comprimento correspondendo a várias vezes a circunferência do cárter.

[0047] Procede-se, então, à densificação da preforma fibrosa 160 que consiste em encher a porosidade da preforma, no todo ou em parte do volume da mesma, pelo material constitutivo da matriz.

[0048] A matriz do material compósito constituindo a estrutura com perfil aerodinâmico pode ser obtida de modo conhecido em si de acordo com o processo por via líquida.

[0049] O processo por via líquida consiste em impregnar a preforma por uma composição líquida contendo um precursor orgânico do material da matriz. O precursor orgânico apresenta-se comumente sob a forma de um polímero, como uma resina, eventualmente diluído em um solvente. A preforma é colocada em um molde que pode ser fechado de modo estanque com um alojamento tendo a forma da peça final modelada. Aqui, a preforma é colocada entre o molde 140 e um contramolde 150 em duas partes 151 e 152 apresentando respectivamente a forma externa e a forma interna do cárter a realizar. Uma vez fechado o contramolde 150, injeta-se o precursor líquido de matriz (por exemplo, uma resina) em todo o alojamento para impregnar toda a parte fibrosa da preforma.

[0050] A transformação do precursor em matriz orgânica, a saber, a sua polimerização, é realizada por tratamento térmico, geralmente por aquecimento do molde, após eliminação do solvente eventual e reticulação do polímero, a preforma sendo sempre mantida no molde tendo uma forma correspondente à da peça a realizar. A matriz orgânica pode ser notadamente obtida a partir de resinas epóxido, como, por exemplo, a resina epóxido de alto desempenho, ou precursores líquidos de matrizes carbono ou cerâmica.

[0051] No caso da formação de uma matriz carbono ou cerâmica, o tratamento térmico consiste em pirólise do precursor orgânico para transformar a matriz orgânica em uma matriz carbono ou cerâmica de acordo com o precursor utilizado e as condições de pirólise. A título de exemplo, precursores líquidos de carbono podem ser resinas com taxa de coque relativamente elevada, como resinas fenólicas, enquanto que precursores líquidos de cerâmica, notadamente de SiC, podem ser resinas de tipo policarbossilano (PCS) ou de polititanocarbossilano (PTCS) ou de polissilazano (PSZ). Vários ciclos consecutivos, desde a impregnação até o tratamento térmico, podem ser realizados para chegar ao grau de densificação desejado.

[0052] De acordo com um aspecto da invenção, a densificação da preforma fibrosa pode ser realizada pelo processo bem conhecido de moldagem por transferência dita RTM (“Resin Transfert Moulding”). De acordo com o processo RTM, coloca-se a preforma fibrosa 160 entre um molde e um contramolde apresentando, respectivamente, a forma externa e a forma interna (como o molde 140 e contramolde 150) do cárter a realizar. Uma resina termoendurecível é injetada no espaço interno delimitado entre a peça de material rígido e o molde e que compreende a preforma fibrosa. Um gradiente de pressão é geralmente estabelecido neste espaço interno entre o local onde é injetada a resina e os orifícios de evacuação desta última a fim de controlar e otimizar a impregnação da preforma pela resina.

[0053] A resina utilizada pode ser, por exemplo, uma resina epóxido. As resinas adaptadas para os processos RTM são bem conhecidas. Elas apresentam preferivelmente uma baixa viscosidade para facilitar sua injeção nas fibras. A escolha da classe de temperatura e/ou da natureza química da resina é determinada em função das solicitações termomecânicas às quais deve submetida a peça. Uma vez a resina injetada em todo o reforço, procede-se à sua polimerização por tratamento térmico de acordo com o processo RTM.

[0054] Qualquer que seja o processo de densificação utilizado toma-se cuidado para evitar um depósito de resina ou a formação de matriz sobre a face oposta ao esboço fibroso das porções de fixação 122, 123, 132 e 133, por exemplo, raspando uma porção de resina presente sobre esta face ou por qualquer outro tratamento permitindo a sua limpeza.

[0055] Após a injeção e a polimerização, a peça é desmoldada. Ao final, a peça é recortada para retirar o excesso de resina e as chanfraduras são usinadas para obter uma peça do cárter 10 da figura 7 formada da virola 11 que comporta sobre a sua superfície externa porções de fixação 122, 123, 132 e 133 das bases de apoio de fixação 120 e 130. Como ilustrados na figura 8, os corpos 121 e 131 respectivamente das bases 120 e 130 são retidos sobre a virola 11 do cárter ao mesmo tempo pelos fios de urdume 1011 e 1012 e pela resina polimerizada 103 (matriz). Neste caso, os elementos de fixação da peça de material compósito de acordo com a invenção são constituídos das bases de apoio de fixação 120 e 130.

[0056] Como representadas na figura 9, as porções 122, 123, 132 e 133 podem ser utilizadas para fixar pontes elevadas 125 e 135. Mais precisamente, a alça 125 compreende um corpo 128 na forma de arco que comporta em suas extremidades porções de forma aplainada 126 e 127 que são fixadas respectivamente sobre as porções de fixação 122 e 123 da base de apoio 120, por exemplo, por soldagem, brasagem ou colagem metálica. Do mesmo modo, a alça135 compreende um corpo 138 na forma de arco que comporta, em suas extremidades, porções de forma aplainada 136 e 137 que são fixadas respectivamente sobre as porções de fixação 132 e 133 da base de apoio 130, por exemplo, por soldagem, brasagem ou colagem metálica. Neste caso, os elementos de fixação 12 e 13 do cárter 10 são constituídos respectivamente das bases de apoio de fixação 120 e 130 e das pontes elevadas 125 e 135.

[0057] De acordo com uma variante de realização, um ou vários equipamentos são fixados diretamente sobre as porções de fixação 122, 123, 132 e 133 das bases de apoio de fixação 120 e 130, por exemplo, soldagem, brasagem ou colagem metálica. Neste caso, os elementos de fixação do cárter são constituídos unicamente pelas bases 120 e 130.

[0058] Além disso, em certos casos, como, por exemplo, quando o esboço fibroso é tecido em pré-tensionamento, os fios de urdume ou de trama do esboço podem ser difíceis de relaxar. Em tais casos, a inserção de elementos de fixação apresentando partes relativamente volumosas como as porções de fixação de forma aplainadas pode revelar-se delicada. Para esse efeito, a presente invenção propõe utilizar elementos de fixação apresentando inicialmente uma forma de haste, cilíndrica, retangular ou similar, que pode ser inserida mais facilmente sob um ou vários fios, depois conformar as porções de fixação após inserção.

[0059] A título de exemplo, a figura 10 ilustra um esboço fibroso 200 obtido por tecelagem de multicamadas, por exemplo, por tecelagem interlock, entre uma pluralidade de camadas de fios de urdume 201 e uma pluralidade de camadas de fios de trama 202, estes sendo tecidos em conjunto com um pré-tensionamento. Elementos na forma de hastes cilíndricas 22 e 23, por exemplo, de material metálico, são inseridos sob fios de urdume 2011 e de 2012. Graças à sua forma compacta, os elementos 22 e 23 podem ser deslizados sob fios de urdume 2011 e 2012 sem precisar relaxar os mesmos. Uma vez os elementos 22 e 23 assim inseridos, as suas extremidades são esmagadas, por exemplo, por meio de uma pinça 240, a fim de formar porções de fixação como ilustrado na figura 11. Após esmagamento das extremidades dos elementos 22 e 23 e após conformação e densificação do esboço 200 como representado na figura 12, obtém-se uma peça de material compósito 250 compreendendo dois elementos de fixação 220 e 230 compreendendo corpos 221 e 231 retidos sobre a peça 250 ao mesmo tempo pelos fios de urdume 2011 e 2012 e pela resina polimerizada 203 (matriz) e em cuja extremidade estão presentes as porções de fixação 222, 223, 232 e 233 apresentando uma forma aplainada permitindo dispor uma superfície suficiente para a fixação de outros elementos como pontes elevadas ou abas de fixação de equipamentos.

[0060] Numerosas variantes de realização da invenção podem ser visadas. Tais variantes referem-se notadamente: - ao número e o tipo de fio (urdume ou trama) sob os quais os elementos de fixação podem ser inseridos, - a forma dos elementos de fixação igualmente bem com relação tanto à forma e às dimensões do corpo como às porções de fixação destes elementos, - o material dos elementos de fixação que não é limitado a um material metálico, - o número e a disposição dos elementos de fixação na superfície da peça dos quais vários podem ser utilizados em conjunto ou reunidos entre si para formar uma base de apoio de fixação, notadamente no caso da fixação de equipamentos pesados, - os meios de fixação utilizados para fixar equipamentos sobre os elementos de fixação como, por exemplo, soldagem, brasagem, aparafusamento, fixação, etc.

[0061] Além disso, a forma e as dimensões das peças de material compósito realizadas com a estrutura fibrosa da invenção podem ser variadas e não se limitar notadamente a peças tendo um corpo estrutural na forma de virola, mas a qualquer outro tipo de formatos (por exemplo, setores de virola ou painéis planos ou encurvados) sobre os quais um ou vários elementos de fixação podem ser integrados de acordo com a invenção.

[0062] De acordo com uma variante de realização, a base de apoio de fixação pode compreender uma aba de retenção que se estende às extremidades de cada porção de fixação a fim de melhorar o comportamento mecânico da base de apoio, notadamente com relação aos esforços de destacamento que podem ser exercidos sobre este último. Como ilustrado na figura 13, uma base de apoio de fixação 320 compreende um corpo 323 que comporta, em suas extremidades, primeira e segunda porções de fixação 322 e 324. A primeira porção de fixação 322 é prolongada do lado oposto ao corpo 323 por uma primeira aba de retenção 321, enquanto a segunda porção é prolongada do lado oposto ao corpo 323 por uma segunda aba de retenção 325. A base de apoio 320 é inserida em um esboço fibroso 300 formado do mesmo modo que o descrito previamente para o esboço 100. Fios de urdume 3011, 3012, 3013 e 3014 são estirados localmente a fim de afrouxar estes últimos e permitir a passagem da base de apoio 320.

[0063] Uma vez a base de apoio 320 posicionada, os fios de urdume 3011, 3012, 3013 e 3014 são esticados novamente a fim de serem colocados em placas respectivamente sobre a primeira aba de retenção 321 (fio 3011), o corpo 323 (fios 3012 e 3013) e sobre a segunda aba de retenção 325 (fio 3014).

[0064] Após conformação e densificação do esboço 300, como representado na figura 14, obtém-se uma peça de material compósito 350 compreendendo um elemento de fixação correspondendo à base de apoio 320 cujo corpo 323 e abas de retenção 321 e 325 são mantidos retidos sobre a peça 350 ao mesmo tempo pelos fios de urdume 3011 e 3012 e pela resina polimerizada 303 (matriz) e em cuja extremidade estão presentes porções de fixação 322, 323, 332 e 333 apresentando uma forma aplainada permitindo dispor uma superfície suficiente para a fixação de outros elementos, como pontes elevadas ou abas de fixação de equipamentos.

[0065] No caso da utilização de um elemento de fixação apresentando inicialmente uma forma de haste como descrito acima em relação com as figuras 10 a 12, um elemento de fixação do mesmo tipo que a base de apoio 320 descrita acima pode ser obtido inserindo sob vários fios do esboço uma haste de comprimento adaptado e esmagando partes da haste situadas em uma distância intermediária das duas extremidades da mesma a fim de formar porções de fixação que são prolongadas por abas de retenção.

[0066] Além disso, o comportamento mecânico dos elementos de fixação pode ser ainda aumentado recobrindo a face das porções de fixação dos elementos de fixação situada do lado do esboço fibroso com um adesivo compatível com a matriz utilizada para a densificação.

[0067] As partes dos elementos de fixação diferentes das porções de fixação podem ser colocadas indiferentemente sob fios de urdume, fios de trama, ou ainda ao mesmo tempo sob fios de urdume e de trama (disposição dos elementos a 45° em relação às direções de urdume e de trama).

[0068] Nos modos de realização descritos acima, a integração de um elemento de fixação na estrutura fibrosa é realizada por passagem do corpo do elemento sob fios da estrutura fibrosa que são estirados localmente e esticados novamente depois após a passagem e o posicionamento do corpo dos elementos de fixação sob estes fios.

[0069] De acordo com uma variante de realização, os corpos dos elementos de fixação podem ser encerrados nos fios da estrutura fibrosa no momento da tecelagem desta última. Neste caso, um ou vários elementos de fixação, como por exemplo, as bases de apoio 120, 130 e 320, ou umas várias peças destinadas a formar elementos de fixação, como as hastes 22 e 23, são dispostas sobre a estrutura fibrosa. Tece-se então sobre os elementos de fixação assim dispostos, uma ou várias camadas suplementares na superfície da textura, uma parte dos fios desta ou destas camadas suplementares encerrando os elementos de fixação ou as peças destinadas a formar estes elementos. De acordo com a densidade da tecelagem desta ou destas camadas suplementares, os fios eventualmente presentes acima das porções de fixação dos elementos de fixação ou das partes das peças destinadas a formar posteriormente as porções de fixação dos elementos de fixação, como as partes das hastes 22, 23 que devem ser esmagadas a fim de formar as porções de fixação, são afastados destas porções ou partes e/ou recortados localmente. A sequência da fabricação da peça de material compósito compreendendo elementos de fixação prossegue como já descrito acima.

Claims

1. Estrutura fibrosa (100) de reforço de peça (10) de material compósito, a referida estrutura sendo obtida por tecelagem de multicamadas entre uma pluralidade de camadas de fios de urdume (101) e uma pluralidade de camadas de fios de trama (102) ,a estrutura fibrosa (100) compreendendo adicionalmente pelo menos sobre uma de suas faces um ou vários elementos de fixação (12, 13), caracterizadapelo fato de que cada elemento de fixação compreende um corpo (121, 131) disposto pelo menos em parte sob fios (1011, 1012) presentes sobre uma face da referida estrutura fibrosa e pelo menos uma porção de fixação (122; 132) situada acima dos referidos fios.

2. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que cada elemento de fixação (12; 13) compreende uma primeira e uma segunda porção de fixação (122, 123; 132, 133) estendendo-se de cada lado do referido corpo (121; 131) e acima dos fios da estrutura fibrosa (100).

3. Estrutura, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadapelo fato de que as referidas primeira e segunda porções (122, 123; 132, 133) apresentam uma forma aplainada.

4. Estrutura, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadapelo fato de que cada porção de fixação (322; 324) é prolongado por uma aba de retenção (321; 325) disposta sob um ou vários fios da estrutura fibrosa.

5. Peça de material compósito, caracterizadapelo fato de compreender uma estrutura fibrosa como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, densificada por uma matriz.

6. Peça, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadapelo fato de que cada elemento de fixação (12; 13) compreende adicionalmente uma alça (125; 135) fixada sobre cada porção de fixação.

7. Processo de realização de uma peça de material compósito, compreendendo as etapas seguintes: - realização de uma estrutura fibrosa (100), como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, por tecelagem de multicamadas entre uma pluralidade de camadas de fios de urdume (101) e uma pluralidade de camadas de fios de trama (102), - conformação da estrutura fibrosa (100), - densificação da preforma fibrosa (160) por uma matriz (103), o processo caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente, antes da densificação da preforma, a inserção sob os fios (1011, 1012) presentes sobre uma face da estrutura fibrosa de um corpo (121; 131) de um ou vários elementos de fixação (12; 13), cada elemento de fixação compreendendo adicionalmente pelo menos uma porção de fixação (122; 132) situada acima dos referidos fios.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, quando da inserção sob os fios (1011, 1012) acessíveis desde uma face da estrutura fibrosa (100) do corpo (121; 131) de cada elemento de fixação (12; 13), os referidos fios são relaxados de modo a permitir a passagem de cada elemento de fixação, os referidos fios sendo em seguida esticados novamente.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que cada elemento de fixação é disposto sobre a estrutura fibrosa em curso de tecelagem, uma ou várias camadas suplementares sendo tecidas acima de cada elemento de fixação.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que, quando da inserção de cada elemento de fixação sob os fios (1011, 1012) da estrutura fibrosa (100), o elemento de fixação apresenta uma forma de haste (22; 23) e, após a referida inserção, pelo menos uma parte do elemento de fixação situada acima dos fios da estrutura fibrosa sendo esmagada de modo a formar uma porção de fixação (222; 223; 232; 234).

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que cada porção de fixação (322; 324) é prolongada por uma aba de retenção (321; 325) que é disposta sob um ou uma pluralidade de fios da estrutura fibrosa quando da inserção do ou dos elementos de fixação sob os fios da estrutura fibrosa.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 11, caracterizado pelo fato de que cada elemento de fixação (12, 13) compreende adicionalmente uma alça (125; 135) fixada sobre cada porção de fixação (122; 123; 132; 133).