BR112015008233B1 - Métodos para produzir uma pré-forma de fibra e para produzir um componente compósito de fibra - Google Patents

Abstract

métodos para produzir uma preforma de fibra e para produzir um componente compósito de fibra. a invenção diz respeito a um método para produzir uma preforma de fibra por deposição de feixes de fibras de reforço (20) em uma superfície (25), o dito método compreendendo as etapas: - suprir pelo menos um segmento contínuo em forma de correia sem-fim (6) de fibras de reforço incorporando um ligante, em que o segmento contínuo tem uma largura do segmento contínuo de pelo menos 5 mm e um teor de ligante variando de 2 a 4 % em peso; - espalhar o segmento contínuo em uma unidade de espalhamento (7) e transferi-lo em uma direção de transferência por meio de um primeiro dispositivo de transferência (8) para um dispositivo de corte longitudinal, dessa forma estabilizando o segmento contínuo na direção transversal à direção de transferência, - cortar o segmento contínuo no dispositivo de corte longitudinal ao longo da extensão longitudinal do segmento contínuo em pelo menos dois subsegmentos contínuos; e - transferir os subsegmentos contínuos por meio de um segundo dispositivo de transferência (16) para uma unidade de corte, - cortar os subsegmentos contínuos por meio da unidade de corte (18) em feixes de fibras de reforço, e - depositar os feixes de fibras de reforço em uma superfície.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um método para produzir uma pré-forma de fibra pela deposição de feixes de fibras de reforço em uma superfície e/ou em feixes de fibras de reforço depositados na superfície. A invenção adicionalmente diz respeito à produção de um componente compósito de fibra usando uma pré-forma de fibra produzida de tal maneira.

[002] Componentes feitos de compósitos de fibra são cada vez mais usados, especialmente nas indústrias aeroespaciais, ainda também, por exemplo, em indústria de construção de máquina ou na indústria automotiva. Compósitos de fibra frequentemente oferecem a vantagem de menor peso e/ou maior resistência em relação a metais. A porcentagem volumétrica das fibras de reforço e especialmente também a orientação das fibras de reforço têm um efeito determinante na resistência dos componentes, em particular, em vista da sua rigidez e resistência. No entanto, materiais e componentes de trabalho pesado deste tipo têm ainda que poder ser produzidos de forma efetiva quanto ao custo a fim de ser economicamente atrativos.

[003] Para produzir componentes compósitos deste tipo, assim denominadas pré-formas de fibra são inicialmente produzidas a partir de fibras de reforço em uma etapa intermediária. Esses são produtos semiacabados têxteis na forma de configurações bi ou tridimensionais feitas de fibras de reforço, em que a forma já pode ser praticamente a forma do componente final. Para modalidades de pré-formas de fibra deste tipo que consistem substancialmente apenas nas fibras de reforço e para as quais a porcentagem de matriz exigida para a produção do componente é ainda pelo menos amplamente ausente, um material de matriz adequado é incorporado na pré-forma de fibra em etapas adicionais por meio de infusão ou injeção, ou também pela aplicação de vácuo. Subsequentemente, o material de matriz é curado como uma regra a maiores temperaturas e pressões para formar o componente acabado. Métodos conhecidos para infusão ou injeção do material de matriz são o método de moldagem de líquido (LM) ou métodos relacionados a estes, tais como moldagem por transferência de resina (RTM), moldagem por transferência de resina assistida com vácuo (VARTM), infusão de filme de resina (RFI), infusão de resina líquida (LRI), ou ferramental flexível de infusão de resina (RIFT). O material de fibra usado para produzir as pré-formas de fibra pode também já ser pré-impregnado, por exemplo, com pequenas quantidades de um material plástico, isto é, um material ligante, a fim de melhorar a fixação das fibras de reforço na pré-forma de fibra. Fios pré-impregnados deste tipo são descritos, por exemplo, em WO 2005/095080.

[004] São também conhecidos métodos nos quais componentes compósitos são produzidos a partir de pré-formas de fibra que já têm um teor suficiente de material de matriz para o componente compósito. Nesses casos, essas pré-formas de fibra podem ser, por exemplo, compactadas diretamente no componente em um molde usando maior pressão e/ou maior temperatura. Alternativamente, é possível usar um saco de vácuo em vez de um molde, em cujo saco de vácuo a pré-forma de fibra é inserida e, depois da aplicação de um vácuo e como de regra a maior temperatura, é compactada na forma do componente. O teor de material de matriz suficiente para o componente pode, por exemplo, ser conseguido em que a pré-forma de fibra é produzida a partir de feixes de fibras de reforço que são produzidos a partir de prepregs com o teor de matriz correspondente. Alternativamente, durante a deposição, por exemplo, de feixes de fibras de reforço para formar a pré-forma de fibra, material de matriz adicional pode ser jateado, por exemplo, durante a deposição.

[005] Para produzir pré-formas de fibra a partir de feixes de fibras de reforço, processos automatizados são frequentemente usados nos quais os feixes de fibras são depositados por meio de cabeças de deposição controladas ou também dispositivos de deposição de fibra sobre ou dentro de moldes correspondentes, em que a deposição pode também ocorrer jateando os feixes de fibras ou nos moldes. Como de regra, um fio contínuo de fibras de reforço é por meio disto alimentado nas cabeças de deposição, cujo fio é então cortado no comprimento de feixe desejado na cabeça de deposição ou no dispositivo de deposição de fibra por meio de dispositivos de corte adequados. Cabeças de deposição deste tipo com um dispositivo para cortar os segmentos contínuos de fibra no comprimento são reveladas, por exemplo, em WO 2011/045172 ou US-A 3 011 257.

[006] Pré-formas de fibra podem, por exemplo, ser produzidas em que fibras de reforço cortadas curtas, junto com um material ligante, são jateadas e dispersas em uma peneira permeável ao ar adaptada à forma da pré- forma de fibra desejada e as ditas fibras são mantidas na peneira através da aplicação de vácuo até que, depois do resfriamento do material ligante, uma estabilidade suficiente da pré-forma seja alcançada. Um método deste tipo é descrito, por exemplo, em WO 98/22644. Por meio do método da WO 98/22644, as fibras de reforço são preferivelmente arranjadas como fibras cortadas curtas em um arranjo e orientação isotrópico aleatório. De acordo com os exemplos da WO 98/22644, frações volumétricas de fibra somente na faixa de até aproximadamente 15% em volume são conseguidas, e assim, em virtude das baixas frações volumétricas de fibra, somente uma resistência relacionada com a espessura relativamente baixa dos componentes.

[007] Para alcançar maiores frações volumétricas de fibra em pré- formas ou componentes produzidos a partir dela, é vantajoso de acordo com as modalidades de WO 2012/072405 depositar as fibras cortadas curtas na forma de feixes de fibras de reforço, em que os feixes de fibras preferivelmente têm um comprimento na faixa de 10 a 50 mm. Além do mais, é vantajoso, em consideração às mais altas porcentagens volumétricas de fibras possíveis e assim as mais altas características mecânicas obteníveis, que os feixes tenham o menor número possível de filamentos de fibra de reforço, em que um número de 1.000 a 3.000 filamentos é particularmente preferido. Desta maneira, um material virtualmente isotrópico é criado com características mecânicas virtualmente isotrópicas nas direções de sua extensão. Ao mesmo tempo, por causa das dimensões do feixe relativamente pequenas, este material não tem, ou tem somente algumas regiões com maior proporção de resina e assim uma reduzida proporção de fibra de reforço, cujas regiões podem levar a pontos de fraqueza no componente. É relativamente fácil ver que o uso de feixes de fibras de reforço com baixa densidade linear, isto é, com baixas contagens de filamentos, leva a maiores custos, em particular, igualmente por causa do uso de materiais de fontes com preços relativamente altos. Por outro lado, embora o uso de feixes de fibras de alta densidade linear, isto é, de feixes de fibras com um alto número de filamentos de fibra de reforço, é certamente mais efetivo quanto ao custo, altas frações volumétricas de fibra, como já explicado, podem ser concretizadas somente com dificuldade, caso possam.

[008] Existe, portanto, uma necessidade de um método automatizável para produzir uma pré-forma de fibra, por meio do qual uma produção de pré-formas de fibra efetiva quanto ao custo é possível, ainda conseguindo altas frações volumétricas de fibra nas pré-formas de fibra ou nos componentes compósitos produzidos a partir delas.

[009] É, portanto, o objetivo da presente invenção prover um método deste tipo para produzir uma pré-forma de fibra.

[0010] O objetivo de acordo com a invenção é alcançado por um método para produzir uma pré-forma de fibra por deposição de feixes de fibras de reforço em uma superfície e/ou em feixes de fibras de reforço depositados na superfície, em que o método compreende as etapas de: - suprir pelo menos um segmento contínuo em forma de fita de fibras de reforço provido com um ligante a partir de um dispositivo de suprimento em uma cabeça de deposição, em que pelo menos um segmento contínuo tem uma largura de pelo menos 5 mm e uma concentração do ligante na faixa de 2 a 70% em peso em relação ao peso do segmento contínuo em forma de fita, - espalhar pelo menos um segmento contínuo em forma de fita em uma unidade de espalhamento arranjada na cabeça de deposição e transferir pelo menos um segmento contínuo na direção de transferência por meio de um primeiro dispositivo de transferência arranjado na cabeça de deposição para um dispositivo de divisão longitudinal arranjado na cabeça de deposição, - estabilizar por meio disto pelo menos um segmento contínuo na direção transversal à direção de transferência, - cortar pelo menos um segmento contínuo no dispositivo de divisão longitudinal ao longo da sua extensão longitudinal em dois ou mais subsegmentos contínuos por meio de pelo menos um elemento divisor, - transferir os subsegmentos contínuos na direção de transferência por meio de um segundo dispositivo de transferência arranjado na cabeça de deposição para uma unidade de corte no comprimento arranjada na cabeça de deposição, - cortar os subsegmentos contínuos por meio da unidade de corte no comprimento em feixes de fibras de reforço de comprimento definido, e - depositar os feixes de fibras de reforço em uma superfície e/ou em feixes de fibras de reforço depositados na superfície e fixar os feixes de fibras de reforço na superfície e/ou em feixes de fibras de reforço depositados na superfície para formar a pré-forma de fibra, em que um movimento relativo entre a cabeça de deposição e a superfície é ajustado para proporcionar deposição com carga apropriada dos feixes de fibras de reforço na superfície.

[0011] Por meio do método de acordo com a invenção, é possível uma produção de pré-formas de fibra eficiente quanto ao custo a partir de feixes de fibras de reforço, isto é, a partir de feixes de fibras feitos de fibras de reforço, com baixos números de filamentos de fibra de reforço, ainda obtendo altas porcentagens volumétricas de fibras na pré-forma de fibra ou no componente compósito de fibra produzido a partir dela. Por meio disto, segmentos contínuos em forma de fita, por exemplo, na forma de fios de fibra de reforço de alta densidade linear eficiente quanto ao custo, podem ser usados como o material fonte. Fios de fibra de reforço de alta densidade linear deste tipo podem inicialmente ser divididos por meio do dispositivo de divisão longitudinal em diversos subsegmentos contínuos ao longo da extensão dos filamentos de fios de reforço que formam os fios, em que os subsegmentos contínuos individuais então têm um reduzido número de filamentos, quando comparados com o fio original.

[0012] Fibras de carbono, vidro ou aramida, ou misturas dessas fibras entre si ou com fibras termoplásticas são preferivelmente usadas para as fibras de reforço no método de acordo com a invenção, cujas fibras formam pelo menos um segmento contínuo em forma de fita. Fibras de carbono são particularmente preferidas.

[0013] Em uma modalidade preferida, pelo menos um segmento contínuo em forma de fita de fibras de reforço providas com um ligante é um fio de filamento com uma contagem de filamentos de pelo menos 12.000 filamentos, cujo fio foi espalhado em uma forma tipo fita. Fios de filamento deste tipo com uma contagem de filamentos na faixa de 24.000 a 50.000 são particularmente preferidos. No caso em que o segmento contínuo em forma de fita de fibras de reforço providas com um ligante é um fio de filamento, então a concentração do ligante em uma modalidade preferida fica na faixa de 2 a 14% em peso, e em uma modalidade particularmente preferida na faixa de 3 a 7% em peso em relação ao peso total do fio de filamento provido com o ligante.

[0014] O ligante pode ser uma preparação de fibra, como é comumente aplicada nos filamentos do fio de filamento para conseguir uma melhor processabilidade e uma boa coesão das fibras, isto é, uma conexão pelo menos parcial das fibras umas com as outras. Preparações deste tipo são comumente baseadas em resinas de epóxi. Para o método de acordo com a invenção, entretanto, um maior teor é exigido, ao contrário das concentrações comumente usadas da preparação, cujo teor é, como explicado, preferivelmente na faixa de 2 a 14% em peso e particularmente preferivelmente na faixa de 3 a 7% em peso em relação ao peso total do fio de filamento provido com um ligante.

[0015] Como ligantes, polímeros termoplásticos ou duroplásticos não curados ou parcialmente curados, ou também composições de polímero desses polímeros podem ser usados para isto. Polímeros termoplásticos adequados são, por exemplo, polietilenoimina, polietercetona, polieteretercetona, poli(sulfeto de fenileno), polissulfona, polietersulfona, polieteretersulfona, poli-idroxieteres aromático, resinas de poliuretano termoplásticas, ou misturas desses polímeros. Como polímeros duroplásticos não curados ou parcialmente curados, por exemplo, epóxidos, isocianatos, resinas de fenol, ou poliésteres insaturados podem ser usados. É por meio disto vantajoso que o segmento contínuo em forma de fita de fibras de reforço provido com um ligante seja um fio de filamento que não é pegajoso na temperatura de processamento na área da cabeça de deposição, isto é, como de regra, à temperatura ambiente, e pode, por exemplo, ser desenrolado de um carretel.

[0016] A maiores temperaturas, o ligante ou as fibras de reforço providas com o ligante, entretanto, devem ser pegajosas e levar a uma boa adesão para os feixes de fibras produzidos a partir deles. Fios de fibra de reforço ou segmentos contínuos de fibras de reforço deste tipo são descritos, por exemplo, em WO 2005/095080, a cuja revelação é feita referência explícita neste ponto. O fio de filamentos nela foi infiltrado com um ligante composto de uma pluralidade de diferentes resinas de epóxi, em que essas resinas de epóxi diferem umas das outras de uma maneira definida com relação às suas características tais como valor de epóxi e peso molecular, bem como com relação às suas concentrações.

[0017] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, pelo menos um segmento contínuo é um fio de filamento pré- impregnado e o ligante consiste em uma primeira e uma segunda composição de resina, em que os filamentos do fio de filamento são impregnados com uma primeira composição de resina e são conectados pelo menos parcialmente por meio da primeira composição de resina, em que a primeira composição de resina contém pelo menos duas resinas de bisfenol A epicloroidrina H1 e H2 em uma razão em peso H1:H2 de 1,1 a 1,4, em que H1 tem um valor de epóxi de 1.850 a 2.400 mmol/kg, um peso molecular médio MN de 800 a 1.000 g/mol, e é sólido à temperatura ambiente, e H2 tem um valor de epóxi de 5.000 a 5.600 mmol/kg, um peso molecular médio MN de < 700 g/mol, e é líquido à temperatura ambiente, e adicionalmente contém um poli-idroxieter aromático P1, que tem um valor ácido de 40 a 55 mg KOH/g e um peso molecular médio MN de 4000 a 5.000 g/mol, e em que o fio de filamento pré-impregnado tem uma segunda composição de resina no seu lado externo na forma de partículas ou gotas que aderem nos filamentos, em que a segunda composição de resina é sólida à temperatura ambiente, tem uma temperatura de fusão na faixa de 80 a 150°C, e está presente no lado externo do fio em uma concentração de 0,5 a 10% em peso em relação ao peso total do fio de filamento pré-impregnado, e em que pelo menos 50% da área superficial do lado externo do fio é livre da segunda composição de resina e o interior do fio é livre da segunda composição de resina. Fios de filamentos deste tipo pré-impregnados com um ligante são descritos no pedido de patente WO 2013/017434, ao qual é feita referência explicitamente concernente à revelação a este respeito.

[0018] Em uma modalidade preferida adicional, pelo menos um segmento contínuo pode ser um prepreg feito de fibras de reforço arranjado unidirecionalmente na direção de extensão do prepreg e assim na direção de transferência do prepreg. No contexto da presente invenção, entende-se que um prepreg é um produto semiacabado de fibras de reforço impregnadas com um sistema de matriz de polímero. Isto pode assim ser uma fibra prepreg, isto é, um fio individual que é impregnado com um sistema de matriz. Entretanto, ele pode também ser um produto semiacabado na forma de folha que consiste em fibras de reforço orientadas unidirecionalmente e arranjadas adjacentes e paralelas entre si, cujas fibras de reforço são impregnadas com um sistema de matriz. No caso em que um prepreg é usado, então o sistema de matriz é o ligante.

[0019] Como o sistema de matriz ou ligante, polímeros termoplásticos, polímeros duroplásticos não curados ou parcialmente curados, ou composições de polímero são similarmente usados nesses casos, em que os polímeros previamente listados podem ser usados. No caso em que pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço provido com um ligante é um prepreg, então é preferido que o ligante, isto é, o sistema de matriz, esteja presente em uma concentração na faixa de 15 a 70% em peso em relação ao peso do prepreg, e, no caso em que as fibras de reforço são fibras de carbono, em particular preferivelmente na faixa de 20 a 60% em peso.

[0020] Pelo menos um segmento contínuo em forma de fita de fibras de reforço providas com um ligante pode ser desenrolado de um carretel ou, no caso de ser usado um prepreg, de um rolo como um dispositivo de suprimento, e alimentado na cabeça de deposição. Preferivelmente, o dispositivo de suprimento, isto é, o carretel ou rolo, é rigidamente conectado na cabeça de deposição, de forma que, durante movimentos da cabeça de deposição, o dispositivo de suprimento é carregado com ela. Por meio disto, um movimento estável do pelo menos um segmento contínuo é conseguido.

[0021] Para melhorar um posicionamento seguro de pelo menos um segmento contínuo em forma de fita, aumentar a sua largura, e conseguir um bom resultado do dispositivo de corte longitudinal, pelo menos um segmento contínuo é alimentado por meio de uma unidade de espalhamento arranjada na cabeça de deposição, cuja unidade de espalhamento é arranjada, quando vista através da cabeça de deposição, na frente do primeiro dispositivo de transferência na direção de transferência do pelo menos um segmento contínuo em forma de fita. Uma única haste ou um arranjo de uma pluralidade hastes fixas e/ou rotacionalmente montadas é adequado como a unidade de espalhamento, por meio de cujas hastes a tensão do filamento contínuo pode ser aumentada. A superfície das hastes deve vantajosamente ser constituída de forma que abrasão dos segmentos contínuos de fio alimentados sobre as hastes seja mantida baixa. Superfícies e materiais conhecidos podem ser usados com este propósito. As hastes são arranjadas preferivelmente de forma que pelo menos um segmento contínuo em forma de fita seja alimentado com um ângulo de enrolamento na faixa maior que 20° em torno das hastes.

[0022] Preferivelmente, pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço provido com um ligante tem uma largura de pelo menos 6 mm. É similarmente preferido que pelo menos um segmento contínuo tenha uma razão de largura para espessura de pelo menos 20.

[0023] Após a unidade de espalhamento, pelo menos um segmento contínuo passa através do primeiro dispositivo de transferência, por meio do que uma velocidade de transferência definida é estabelecida para pelo menos um segmento contínuo e através do qual pelo menos um segmento contínuo é alimentado no dispositivo de divisão longitudinal.

[0024] Pelo menos um segmento contínuo é estabilizado por meio de dispositivos adequados para condução lateral de pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço na direção transversal à direção de transferência, de forma que o dito segmento contínuo é alimentado diretamente e sem desvios laterais através dos dispositivos de transferência e divisão individuais. Por meio disto, um corte nítido com arestas de corte nítidas pode ser conseguido no dispositivo de divisão longitudinal, em virtude de o corte poder ocorrer pelo menos substancialmente paralelo aos filamentos de pelo menos um segmento contínuo. Com este propósito, hastes, rolos, roletes, ou outros dispositivos de guia, bem como possivelmente os dispositivos de transferência, são alinhados em ângulos retos com a direção de transferência de pelo menos um segmento contínuo em forma de fita, bem como paralelos entre si. Além do mais, hastes, rolos, roletes, e outros elementos de guia, por meio dos quais pelo menos um segmento contínuo em forma de fita é guiado, pode ser convexo nos respectivos pontos de contato com o segmento contínuo. O contorno dos elementos de guia na região da convexidade preferivelmente tem um raio na faixa de 50 a 600 mm.

[0025] É vantajoso para o processo de corte longitudinal e transversal (processo de corte no comprimento) que pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço seja alimentado sob tensão através do dispositivo de deposição e, em particular, que uma tensão seja gerada em pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço entre o primeiro e segundo dispositivos de transferência. Por meio disto, um desempeno seguro e um bom espalhamento são conseguidos para pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço, bem como um movimento estável de pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço, que, em particular, promove um bom resultado de corte no dispositivo de divisão longitudinal. Isto, por exemplo, pode ser conseguido em que as velocidades do primeiro e segundo dispositivos de transferência são estabelecidas de maneira tal que a velocidade do segundo dispositivo de transferência seja maior que a velocidade do primeiro dispositivo de transferência. Pelo menos um segmento contínuo é preferivelmente alimentado no dispositivo de divisão longitudinal a uma tensão do filamento contínuo na faixa de 40 a 300 cN por mm de largura de segmento contínuo.

[0026] O primeiro e/ou segundo dispositivo de transferência que passa através de pelo menos um segmento contínuo consiste em uma modalidade vantajosa de um ou mais rolos ou roletes de acionamento, por meio do que pelo menos um segmento contínuo é transportado. Os rolos ou roletes podem ser arranjados uns em relação aos outros de maneira tal que, na aplicação, pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço possa fazer a volta no rolo ou rolete. Em uma modalidade preferida adicional, o primeiro e/ou segundo dispositivo de transferência compreende um par acionado de roletes, cuja velocidade pode ser controlada, com uma folga ajustável entre os roletes do par de roletes, através de cuja folga pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço é transferido em decorrência da pressão exercida pelo par de roletes.

[0027] Além do mais, em uma modalidade igualmente preferida, o primeiro e/ou segundo dispositivo de transferência pode compreender um dispositivo de sopro, por meio do qual pelo menos um segmento contínuo em forma de fita de fibras de reforço é transferido. Com este propósito, o dispositivo de sopro é acoplado em um suprimento de ar que pode ser regulado.

[0028] Pelo menos um segmento contínuo é cortado ao longo da sua extensão longitudinal em subsegmentos contínuos por meio do dispositivo de divisão longitudinal. Os subsegmentos contínuos assim obtidos têm preferivelmente uma largura na faixa de 0,5 a 5 mm e em particular preferivelmente na faixa de 0,5 a 3 mm. Usando feixes de fibras produzidos de subsegmentos contínuos deste tipo, altas porcentagens volumétricas de fibras podem ser conseguidas na pré-forma de fibra ou no componente compósito de fibras produzido a partir dela.

[0029] O dispositivo de divisão longitudinal compreende pelo menos um elemento divisor para dividir pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço ao longo da sua extensão longitudinal. Pelo menos um elemento divisor do dispositivo de divisão longitudinal pode ser pelo menos um arranjo de feixe laser, arranjo de jato de ar, ou arranjo de jato de água, ou um elemento divisor mecânico, por exemplo, na forma de pelo menos um elemento fixo, por exemplo, uma lâmina fixa, ou também na forma de pelo menos um disco divisor rotativo, que é preferivelmente acionado. O acionamento pode ser regulado e projetado de maneira tal que uma diferença de velocidade possa ser ajustada entre a velocidade circunferencial do pelo menos um disco divisor e a velocidade de transferência de pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço que passa através do dispositivo de divisão longitudinal. A direção rotacional de pelo menos um disco divisor rotativo pode ser a direção de transferência do pelo menos um segmento contínuo em forma de fita ou também oposta a esta. No método de acordo com a invenção, observou-se que é vantajoso que a velocidade circunferencial de pelo menos um disco divisor seja 2 a 15% maior que a velocidade de transferência de pelo menos um segmento contínuo que passa através do dispositivo de divisão longitudinal. Uma velocidade circunferencial de pelo menos um disco divisor que é 4 a 10% maior que a velocidade de transferência de pelo menos um segmento contínuo é particularmente vantajosa.

[0030] Em uma modalidade preferida, em cujo caso pelo menos um elemento divisor é um elemento divisor mecânico, pelo menos um segmento contínuo e pelo menos um elemento divisor são pressionados um contra o outro usando uma força definida por meio de um dispositivo de aperto controlado por força. O disco divisor rotativo pode, por exemplo, ser conectado em um dispositivo de aperto controlado por força, por meio de que o disco divisor rotativo é pressionado com uma força definida contra pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço a ser dividido ao longo da sua extensão longitudinal. Preferivelmente, pelo menos um segmento contínuo é pressionado contra pelo menos um elemento divisor mecânico pelo dispositivo de aperto. Quando usado no caso em que pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço tem uma torção, por exemplo, uma torção do fio, no caso em que o segmento contínuo é um fio, uma divisão do segmento contínuo na região da torção transversal à direção da fibra pode ser evitada por meio de um dispositivo de aperto deste tipo. Uma divisão parcial existente do segmento contínuo transversal à direção da fibra pode levar à ruptura do segmento contínuo e, em decorrência disto, a uma interrupção do processo de corte e assim do processo de deposição.

[0031] Em uma modalidade vantajosa do método, pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço provido com um ligante pode ser cortado em mais de dois subsegmentos contínuos na direção longitudinal. Desta maneira, o número de filamentos nos subsegmentos contínuos individuais pode ser reduzido a um ponto tal que feixes de fibras com largura suficientemente pequena são obtidos. O uso de feixes de fibras deste tipo com menor largura por sua vez permite a realização de maiores porcentagens volumétricas de fibras na pré-forma de fibra produzida a partir deles ou nos componentes compósitos resultantes. O número de elementos divisores do dispositivo de divisão longitudinal é então determinado pelo número de subsegmentos contínuos que devem ser obtidos.

[0032] É igualmente uma modalidade preferida se pelo menos um segmento contínuo for cortado em subsegmentos contínuos de diferentes larguras. Pelo menos um elemento divisor pode assim ser arranjado em relação aos dispositivos para condução lateral de pelo menos um segmento contínuo em forma de fita de fibras de reforço de maneira tal que pelo menos um segmento contínuo é dividido centralmente ou fora do centro em subsegmentos contínuos. Similarmente, no caso de um segmento contínuo de fibras de reforço individual, que deve ser dividido em três ou mais subsegmentos contínuos, os múltiplos elementos divisores podem ser arranjados uns em relação aos outros e/ou em relação aos dispositivos para guia lateral de maneira tal que resulte em subsegmentos contínuos de diferentes larguras.

[0033] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, múltiplos segmentos contínuos em forma de fita de fibras de reforço providos com um ligante são disponíveis e guiados para a cabeça de deposição ou para os dispositivos arranjados sobre eles tais como, entre outros, o dispositivo de divisão longitudinal e a unidade de corte no comprimento. Os segmentos contínuos podem por meio disto ser idênticos ou diferentes, por exemplo, todos os múltiplos segmentos contínuos podem ser segmentos contínuos de fibras de carbono. Entretanto, por exemplo, segmentos contínuos de fibras de carbono podem também ser combinados com segmentos contínuos de fibras de vidro.

[0034] No caso de guiar múltiplos segmentos contínuos de fibras de reforço providos com um ligante para a cabeça de deposição, múltiplos dispositivos de suprimento são então presentes, por exemplo, na forma de uma cesta e um número correspondente de dispositivos para guia lateral dos segmentos contínuos individuais. Por meio disto, os múltiplos segmentos contínuos podem ser alimentados de forma que eles fiquem arranjados um próximo do outro, em que os segmentos contínuos individuais podem ficar a uma distância uns dos outros, ou podem também ficar em contato uns com os outros. O dispositivo de divisão longitudinal então compreende múltiplos elementos divisores, cujo número é determinado pelo número de subsegmentos contínuos que devem ser produzidos a partir dos múltiplos segmentos contínuos de fibras de reforço arranjados adjacentes, por exemplo, o dispositivo de divisão longitudinal tem quatro elementos divisores quando dois segmentos contínuos de fio em forma de fita arranjados adjacentes, devem cada qual ser cortados em três subsegmentos contínuos.

[0035] Em uma modalidade preferida adicional, no caso de suprimento de múltiplos segmentos contínuos em forma de fita de fibras de reforço providos com um ligante, isto é, múltiplos segmentos contínuos de fibras de reforço, esses segmentos contínuos podem ser alimentados por meio de dispositivos de guia adequados por meio do primeiro dispositivo de transferência para o dispositivo de divisão longitudinal de maneira tal que os ditos segmentos contínuos são arranjados sobrepostos, isto é, eles ficam um por cima do outro. Neste caso, os segmentos contínuos em forma de fita podem ser cortados juntos pelo mesmo elemento divisor na direção longitudinal. Por exemplo, o dispositivo de divisão longitudinal então tem dois elementos divisores para o caso em que dois segmentos contínuos de fio em forma de fita devem ser cada qual cortados em três subsegmentos contínuos.

[0036] Depois de cortar pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço em subsegmentos contínuos, esses subsegmentos contínuos são alimentados na unidade de corte no comprimento por meio do segundo dispositivo de transferência. Por meio da unidade de corte no comprimento, os subsegmentos contínuos obtidos no dispositivo de divisão longitudinal são então cortados transversalmente à sua direção de extensão em feixes de fibras de comprimento definido, isto é, de um comprimento previamente estabelecido, em que o comprimento dos feixes de fibras resultantes depende da frequência com a qual o corte é realizado transversal à direção de extensão dos subsegmentos contínuos em função da velocidade de transferência, isto é, a frequência do corte transversal. Em uma modalidade preferida, a unidade de corte no comprimento é acoplada nos dispositivos de transferência de maneira tal que, mudando a velocidade de transferência, a frequência do corte transversal é alterada de forma que o comprimento dos feixes de fibras de reforço resultantes continua o mesmo. Em uma modalidade preferida adicional, a frequência do corte transversal pode ser ajustada independente da velocidade de transferência de forma que, quando a velocidade de transferência permanecer a mesma, diferentes comprimentos de feixes de fibras de reforço podem ser produzidos. Certamente, uma combinação das possibilidades de ajuste é também compreendida pela invenção, para cuja combinação, por um lado, a velocidade do transferidor serve como a variável de atuação para a frequência do corte transversal, mas a frequência do corte transversal pode ser variada a uma velocidade de transferência estabelecida. Por meio disto, o comprimento dos feixes de fibras pode ser variado durante realização do método de acordo com a invenção e, por exemplo, ajustado nas propriedades de contorno da pré-forma de fibra a ser produzida. Portanto, em uma modalidade preferida, a frequência do corte transversal é alterada com o tempo para variar o comprimento dos feixes de fibras. Os subsegmentos contínuos são preferivelmente cortados por meio da unidade de corte no comprimento de maneira tal que os feixes de fibras resultantes tenham um comprimento na faixa de 10 a 100 mm. Um comprimento dos feixes de fibras na faixa de 10 a 75 mm é particularmente preferido.

[0037] Com relação à unidade de corte no comprimento, conjuntos e métodos conhecidos para cortar fibras de reforço transversais à sua direção de extensão podem ser usados. Conjuntos deste tipo incluem, por exemplo, conjuntos para corte de fibras com jato de água ou jato de ar, para cortar fibras por meio de feixes laser, conjuntos, por exemplo, com lâminas tipo guilhotina acionadas pneumaticamente transversais à direção de transferência, tesouras transversais rotativas com rolo de corte e contrarrolo, ou também lâminas de corte rotativas, o seu eixo rotacional estendendo-se na direção de transferência dos subsegmentos contínuos, ou em um ângulo com ele de até 60°, preferivelmente até 20°. Estas lâminas de corte rotacionais citadas são reveladas, por exemplo, em DE 20 2010 017 556 U1 ou EP-A-2 351 880. Em uma modalidade preferida, os subsegmentos contínuos são cortados no comprimento em feixes de fibras por meio de uma tesoura transversal rotativa, na qual as lâminas são pressionadas contra pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço a ser cortado sem exercer uma contrapressão substancial no outro lado do segmento contínuo. Este método leva, no caso de fibras de reforço frágeis, tais como fibras de carbono ou fibras de vidro, a uma fratura frágil no ponto de carga e assim a um corte no comprimento nítido do segmento contínuo de fibras de reforço. Conjuntos deste tipo são descritos, por exemplo, em EP-A-1 144 738, EP-A-1 394 295, EP-A-1 723 272, ou WO 02/055770, aos quais referência é explicitamente feita concernente à revelação a este respeito.

[0038] Em uma modalidade preferida, os feixes de fibras obtidos são transportados para fora do dispositivo de corte no comprimento por meio de um dispositivo apropriado. Isto pode ocorrer, por exemplo, por meio de uma correia transferidora curta. Os feixes de fibras são em particular preferivelmente transportados para fora da unidade de corte no comprimento por meio do canal do bico de uma cabeça de bico pressurizada com ar comprimido. Um bico Venturi é preferivelmente arranjado no canal do bico da cabeça de bico para introduzir o ar comprimido no canal do bico. Por meio disto, os feixes de fibras para produzir a pré-forma de fibra podem ser depositados a alta velocidade, isto é, jateados, na superfície e/ou em feixes de fibras de reforço depositados na superfície.

[0039] A cabeça de bico para transportar os feixes de fibras para fora pode ter dispositivo para introduzir material de matriz no canal do bico. Em uma modalidade vantajosa do método, material de matriz particulado pode ser introduzido por meio deste dispositivo no canal do bico, cujo material de matriz particulado pode ser aplicado, junto com os feixes de fibras cortados no comprimento, através da cabeça de bico, e depositados ou jateados na superfície e/ou nos feixes de fibras depositados na superfície. O dispositivo para introduzir material de matriz pode ser, por exemplo, um bico Venturi, que se projeta ao interior do canal do bico e por meio do qual partículas de matriz são introduzidas no canal do bico. Entretanto, ele pode também ser um bico de aspersão arranjado no canal do bico, por meio do qual o bico de material de matriz líquido de aspersão é jateado. A alimentação de material de matriz pode ser vantajosa a fim de realizar, durante deposição dos feixes de fibras produzidos por meio do dispositivo de deposição em uma superfície, uma melhor adesão uns nos outros por causa do material de matriz e assim uma melhor adesão dos feixes de fibras entre si e na superfície. Ao mesmo tempo, material de matriz já pode ter sido suprido, por exemplo, na quantidade necessária para a produção de um componente compósito durante a produção da pré-forma de fibra.

[0040] Com relação à implementação do método de acordo com a invenção, pode ser vantajoso, em vista de uma melhor adesão uns nos outros, e assim uma melhor fixação dos feixes de fibras uns nos outros e na superfície, que os feixes de fibras e o material de matriz na forma de partícula ou gotícula possivelmente suprido sejam aquecidos depois da unidade de corte no comprimento e antes da deposição ou durante deposição na superfície e/ou nos feixes de fibras depositados na superfície. Por meio disto, o ligante com o qual os feixes de fibras são providos e/ou o material de matriz podem ser ativados, isto é, transformados em um estado adesivo, por exemplo, em que os feixes de fibras são aquecidos a uma temperatura acima do ponto de fusão do ligante. O aquecimento pode, por exemplo, ser feito com sopro de ar quente ou ar ambiente aquecido, radiação laser, ou radiação infravermelha. Depois que os feixes de fibras entram em contato com a superfície da pré-forma de fibra a ser produzida, e depois do resfriamento, os feixes de fibras são fixados por meio do ligante então ressolidificado.

[0041] De acordo com uma modalidade preferida adicional do método, material de matriz formado de partícula ou gotícula pode também ser jateado, separadamente dos feixes de fibras ainda simultaneamente com os feixes de fibras, na superfície e/ou nos feixes de fibras depositados na superfície. Isto pode ocorrer, por exemplo, por aspersão direcionada de partículas ou gotículas deste tipo na superfície usando uma fonte de calor, tal como uma chama ou um campo de micro-ondas ou infravermelho. Um método de aspersão térmica é preferido aqui, como é descrito em WO 98/22644 ou US 2009/0014119 A1.

[0042] Dependendo do ligante com o qual pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço é provido, dos materiais de matriz possivelmente supridos, e das temperaturas prevalecentes durante a deposição dos feixes de fibras, uma etapa de resfriamento subsequente à deposição dos feixes de fibras é vantajosa para estabilizar a pré-forma de fibra.

[0043] De acordo com o método da invenção, os feixes de fibras de reforço são depositados em uma superfície e/ou em feixes de fibras de reforço depositados na superfície e são fixos na superfície e/ou em feixes de fibras de reforço depositados na superfície para formar a pré-forma de fibra. A superfície, isto é, a área de deposição, preferivelmente já tem um contorno que é adaptado ao contorno da pré-forma de fibra a ser produzida ou ao componente compósito de fibra a ser produzido a partir dela.

[0044] A superfície ou a área de deposição pode ser uma peneira com furos, em cuja peneira os feixes de fibras são depositados, possivelmente com a adição simultânea de material de matriz, ou em cuja peneira eles são jateados. No caso em que uma peneira deste tipo é usada, uma fixação dos feixes de fibras pode ser pelo menos suportada em que vácuo é aplicado no lado da peneira que é voltado para fora do lado da peneira no qual os feixes de fibras são depositados. Desta maneira, ar é succionado através da peneira, por meio do que a fixação dos feixes de fibras pode ser conseguida. A superfície pode também ser provida com um ligante ou material de matriz aplicado previamente e adesivo durante a deposição, de forma que uma adesão para os feixes de fibras é assegurada. A adesão pode também ser realizada pelo dito material de matriz usando uma adição simultânea de material de matriz junto com os feixes de fibras.

[0045] É vantajoso para a produção de componente compósito de fibras com altas porcentagens volumétricas de fibras que uma etapa de compactação siga a etapa de deposição dos feixes de fibras de reforço no método de acordo com a invenção, em cuja etapa de compactação os feixes de fibras de reforço depositados são compactados para atingir uma maior porcentagem volumétrica de fibra. Esta etapa de compactação pode ser realizada de maneira tal que a pré-forma obtida depois da deposição dos feixes de fibras fixa exposta em um molde a uma maior pressão, por exemplo, em uma prensa, preferivelmente a maior temperatura. Similarmente, a pré- forma obtida depois da deposição dos feixes de fibras pode ser empacotada em um saco de vácuo e a compactação pode ser realizada aplicando vácuo e a maior temperatura.

[0046] Em uma modalidade preferida do método para produzir uma pré-forma de fibra, a cabeça de deposição é conectada com uma unidade de posicionamento controlável, por meio da qual a cabeça de deposição é movimentada em relação à superfície. Em uma configuração, a cabeça de deposição pode ser conectada por meio de um robô de braço articulado localizado em uma base da máquina, e pode ser posicionado em pelo menos dois eixos relativos à superfície por meio do braço articulado e uma junta robótica suportada pelo braço articulado. Em uma modalidade adicional, a cabeça de deposição pode ser fixa por meio de uma cabeça articulada em uma estrutura de pórtico e pode ser posicionada em pelo menos dois eixos em relação à superfície. A cabeça de deposição pode ser preferivelmente posicionada em pelo menos 6 e em particular preferivelmente em pelo menos 9 eixos.

[0047] Em uma modalidade adicional, a superfície na qual os feixes de fibras são depositados é fixa e o movimento relativo entre a cabeça de deposição e superfície é feito por um movimento ou posicionamento da cabeça de deposição. Alternativamente, a superfície na qual os feixes de fibras são depositados pode ser movimentada, por exemplo, por meio de um robô de braço articulado, e a cabeça de deposição pode ser fixa. Certamente, formas mistas do presente método são também incluídas, nas quais, por exemplo, a superfície é movimentada, por exemplo, em 6 eixos por meio de um robô de braço articulado e a cabeça de deposição pode ser similarmente posicionada, por exemplo, em 3 eixos.

[0048] Componentes compósitos podem ser produzidos a partir de pré-formas de fibra produzidas por meio do método de acordo com a invenção, cujos componentes são caracterizados por uma alta porcentagem volumétrica de fibra e assim por altas características mecânicas específicas, tal como alta resistência. A invenção, portanto, também diz respeito a um método para produzir um componente compósito de fibra usando uma pré- forma de fibra que foi produzida de acordo com o método da invenção para produzir uma pré-forma de fibra, compreendendo as etapas de: - introdução da pré-forma de fibra produzida de acordo com o método da invenção em um dispositivo de modelagem, - exposição da pré-forma de fibra a pressão e/ou vácuo e/ou maior temperatura para formar o componente compósito de fibra, - resfriamento do componente compósito de fibra, - remoção do componente compósito de fibra do dispositivo de modelagem.

[0049] Dependendo da quantidade de material de matriz presente na pré-forma de fibra usada, bem como do tipo de material de matriz, surgem diferentes modalidades do método para produzir o componente compósito. Assim, um componente compósito pode ser produzido usando as etapas do método previamente listadas por compactação direta, sem a necessidade do suprimento de material de matriz adicional, se, de acordo com o método da invenção, a pré-forma de fibra usada fosse produzida usando um prepreg para pelo menos um segmento contínuo de fibras de reforço provido com um ligante, e o prepreg tivesse um teor de matriz ou ligante acima de aproximadamente 25% em peso. Similarmente, a produção do componente compósito, por exemplo, por compactação direta, é possível, se a produção da pré-forma de fibra certamente se desse a partir do segmento contínuo em forma de fitas de fibras de reforço provido com um ligante, para cujas fibras de reforço a concentração do ligante foi relativamente baixa e não suficiente para a produção de um componente com uma fase de matriz contínua, mas material de matriz adicional fosse suprido antes da deposição dos feixes de fibras ou durante a deposição dos feixes de fibras.

[0050] O tempo para compactação sob pressão e/ou vácuo e a maior temperatura depende em particular do tipo de material de matriz. Se o material de matriz for um polímero termoplástico ou uma mistura de polímeros termoplásticos, então os tempos para a compactação podem ser mantidos relativamente pequenos. Para ligantes e/ou materiais de matriz baseados em polímeros duroplásticos não curados ou parcialmente curados, o tempo necessário para a compactação depende dos tempos que são necessários para a cura da matriz.

[0051] No caso em que uma pré-forma de fibra é usada no método para produzir um componente compósito, em cuja pré-forma de fibra os feixes de fibras têm somente um teor de ligante relativamente baixo, por exemplo, na faixa de 2 a 14% em peso em relação ao fio de reforço provido com um ligante, e o ligante é baseado, por exemplo, em polímeros duroplásticos ou resinas não curados ou parcialmente curados, então o material de matriz ainda exibido para a produção do componente compósito pode ainda ser introduzido no dispositivo de modelagem de acordo com os métodos para infusão ou injeção de material de matriz mencionados no início, antes que uma compactação em um componente ocorra sob pressão e/ou vácuo e a maior temperatura.

[0052] Para implementar o método de acordo com a invenção, um dispositivo de deposição é bem adequado, como será explicado por meio da representação esquemática seguinte na figura 1.

[0053] O dispositivo de deposição será subsequentemente explicado a seguir por meio das representações esquemáticas nas figuras. O conteúdo das figuras é o seguinte:

[0054] Figura 1: vista lateral de um segmento do dispositivo de deposição com cabeça de deposição.

[0055] Figura 2: representação isométrica do segmento do dispositivo de deposição da Figura 1.

[0056] Figura 3: Dispositivo de deposição com robô de braço articulado.

[0057] A figura 1 mostra uma representação esquemática de um segmento de um dispositivo de deposição, no qual a cabeça de deposição 1 é conectada em uma unidade de posicionamento controlável 3 por meio de uma junta 2. Dois dispositivos de suprimento 4 para os carretéis 5 como meio para prover os segmentos contínuos em forma de fita 6 de fibras de reforço providos com um ligante são conectados neste caso na cabeça de deposição 1, cujos dispositivos de suprimento são preferivelmente acionados por meio de motores de controle. A conexão entre a cabeça de deposição 1 e os dispositivos de suprimento pode ocorrer usando braçadeiras adequadas (não mostradas aqui).

[0058] Dos carretéis 5 localizados nos dispositivos de suprimento, segmentos contínuos em forma de fita 6 de fibras de reforço providas com um ligante são desenrolados e guiados em torno de um rolete espalhador 7, que é preferivelmente projetado convexamente. Por meio do rolete espalhador 7, os segmentos contínuos 6 são espalhados e, se necessário, separados. Por causa do desenho convexo do rolete espalhador 7, uma guia lateral do segmento contínuo 6 pode ser simultaneamente realizada.

[0059] Do rolete espalhador 7, os segmentos contínuos 6 são alimentados em um primeiro dispositivo de transferência 8, que compreende um par de roletes acionado no dispositivo de deposição na figura 1. Com este propósito, o rolete inferior 9 é pressionado por meio de um dispositivo de tensionamento 10 contra o rolete superior 11, provido com um revestimento de borracha de forma que a transferência dos segmentos contínuos 6 pode ocorrer sem deslizamento.

[0060] Depois de passar através do primeiro dispositivo de transferência 8, os segmentos contínuos 6 são alimentados no dispositivo de divisão longitudinal 12, no qual os segmentos contínuos 6 são cortados ao longo da sua direção de extensão em subsegmentos contínuos 13. Um arranjo de uma pluralidade de discos divisores rotativos 14 serve a este propósito, contra o qual os segmentos contínuos 6 a ser divididos são pressionados com uma força definida por meio de dois rolos de aperto com força controlada 15. Os subsegmentos contínuos 13 obtidos no dispositivo de divisão longitudinal 12 são alimentados no segundo dispositivo de transferência 16, igualmente implementado como um par de roletes acionado. Estabelecendo-se uma diferença de velocidade entre o segundo dispositivo de transferência 16 e o primeiro dispositivo de transferência 8, na qual a velocidade de transferência do segundo dispositivo de transferência 16 é estabelecida ligeiramente maior que a do primeiro dispositivo de transferência 8, uma tensão definida pode ser aplicada nos segmentos contínuos 6 e nos subsegmentos contínuos 13, por meio do que um melhor resultado de corte é obtido no dispositivo de divisão longitudinal 12.

[0061] O rolete inferior 17 do segundo dispositivo de transferência 16 serve simultaneamente como um contrarrolo para a unidade de corte no comprimento 18, implementado como uma tesoura transversal rotativa no presente exemplo, compreendendo o rolo de corte 19 e contrarrolo 17. Na unidade de corte no comprimento 18, os subsegmentos contínuos 13 são cortados nos feixes de fibras de reforço ou feixes de fibras 20 com um comprimento definido. Os feixes de fibras cortados no comprimento 20 são retirados da unidade de corte no comprimento pela cabeça de bico 21 e jateados, por meio do canal do bico da cabeça de bico 21 pressurizada com ar comprimido, a alta velocidade em uma superfície para produzir uma pré- forma de fibra.

[0062] A figura 2 mostra para esclarecimento do arranjo espacial, em particular dos elementos da cabeça de deposição, uma representação em perspectiva do segmento de um dispositivo de deposição representado na figura 1, em que os mesmos números de referência nas figuras estão relacionados com os mesmos elementos no dispositivo.

[0063] A figura 3 mostra uma modalidade do dispositivo que pode ser usada no método de acordo com a invenção, com um robô de braço articulado 23 localizado em uma base da máquina 22, em cuja extremidade do braço a cabeça de deposição 1 é montada por meio de uma junta 24, e por meio da qual a cabeça de deposição pode ser movimentada em uma pluralidade de eixos em relação à superfície 25 de um corpo moldado usado para produzir uma pré-forma de fibra.

[0064] Por meio disto, os feixes de fibras 20, obtidos por meio do dispositivo de divisão longitudinal 12 e da unidade de corte no comprimento 18 na cabeça de deposição 1, e aplicados por meio da cabeça de bico 21, podem ser jateados em pistas definidas na superfície 25 de acordo com as exigências da estrutura da pré-forma de fibra a ser produzida ou do componente compósito a ser produzido a partir dela.

Claims (18)

1. Método para produzir uma pré-forma de fibra por deposição de feixes de fibras de reforço em uma superfície e/ou em feixes de fibras de reforço (20) depositados na superfície (25), caracterizadopelo fato de que compreende as etapas de: - suprir pelo menos um segmento contínuo em forma de fita (6) de fibras de reforço providas com um ligante a partir de um dispositivo de suprimento (4) em uma cabeça de deposição (1), em que pelo menos um segmento contínuo (6) tem uma largura de pelo menos 5 mm e uma concentração do ligante na faixa de 2 a 70% em peso em relação ao peso do segmento contínuo em forma de fita (6), - espalhar pelo menos um segmento contínuo em forma de fita (6) em uma unidade de espalhamento (7) arranjada na cabeça de deposição (1) e transferir pelo menos um segmento contínuo (6) na direção de transferência por meio de um primeiro dispositivo de transferência (8) arranjado na cabeça de deposição (1) para um dispositivo de divisão longitudinal (12) arranjado na cabeça de deposição (1), - estabilizar por meio disto pelo menos um segmento contínuo (6) na direção transversal à direção de transferência, - cortar pelo menos um segmento contínuo (6) no dispositivo de divisão longitudinal (12) ao longo da sua extensão longitudinal em dois ou mais subsegmentos contínuos (13) por meio de pelo menos um elemento divisor, - transferir os subsegmentos contínuos (13) na direção de transferência por meio de um segundo dispositivo de transferência (16) arranjado na cabeça de deposição (1) para uma unidade de corte no comprimento (18) arranjada na cabeça de deposição (1), - cortar os subsegmentos contínuos (13) por meio da unidade de corte no comprimento (18) em feixes de fibras de reforço (20) de comprimento definido, e - depositar os feixes de fibras de reforço (20) em uma superfície (25) e/ou em feixes de fibras de reforço depositados na superfície e fixar os feixes de fibras de reforço (20) na superfície (25) e/ou em feixes de fibras de reforço depositados na superfície para formar a pré-forma de fibra, em que um movimento relativo entre a cabeça de deposição (1) e a superfície (25) é ajustado para proporcionar deposição com carga apropriada dos feixes de fibras de reforço (20) na superfície (25).

2. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segmento contínuo (6) é um fio de filamento com uma contagem de filamentos de pelo menos 12.000 filamentos.

3. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segmento contínuo (6) é um fio de filamento pré-impregnado e o ligante consiste em uma primeira e uma segunda composição de resina, em que os filamentos do fio de filamento são impregnados com a primeira composição de resina e são conectados pelo menos parcialmente por meio da primeira composição de resina, em que a primeira composição de resina contém pelo menos duas resinas de bisfenol A epicloroidrina H1 e H2 em uma razão em peso H1:H2 de 1,1 a 1,4, em que H1 tem um valor de epóxi de 1.850 a 2.400 mmol/kg, um peso molecular médio MN de 800 a 1.000 g/mol, e é sólida à temperatura ambiente, e H2 tem um valor de epóxi de 5.000 a 5.600 mmol/kg, um peso molecular médio MN de < 700 g/mol, e é líquido à temperatura ambiente, e adicionalmente contém um poli-idroxieter aromático P1, que tem um valor ácido de 40 a 55 mg KOH/g e um peso molecular médio MN de 4.000 a 5.000 g/mol, e em que o fio de filamento pré- impregnado tem uma segunda composição de resina no seu lado externo na forma de partículas ou gotas que aderem nos filamentos, em que a segunda composição de resina é sólida à temperatura ambiente, tem uma temperatura de fusão na faixa de 80 a 150°C e está presente no lado externo do fio em uma concentração de 0,5 a 10% em peso em relação ao peso total do fio de filamento pré-impregnado, e em que pelo menos 50% da área superficial do lado externo do fio é livre da segunda composição de resina e o fio interior é livre da segunda composição de resina.

4. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o ligante está presente em uma concentração na faixa de 2 a 14% em peso em relação ao peso total do fio de filamento provido com o ligante.

5. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segmento contínuo (6) é um prepreg com fibras de reforço arranjadas unidirecionalmente na direção de extensão do segmento contínuo (6).

6. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o ligante é em uma concentração na faixa de 15 a 70% em peso em relação à massa por unidade de área do prepreg.

7. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segmento contínuo (6) é cortado na direção longitudinal em mais de dois subsegmentos contínuos (13).

8. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos um segmento contínuo (6) tem uma razão de largura para espessura de pelo menos 20.

9. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizadopelo fato de que a largura dos subsegmentos contínuos (13) fica na faixa de 0,5 a 5 mm.

10. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizadopelo fato de que os feixes de fibras (20) cortados por meio da unidade de corte no comprimento (18) têm um comprimento na faixa de 10 a 100 mm.

11. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizadopelo fato de que múltiplos segmentos contínuos (6) de fibras de reforço providos com um ligante são alimentados na cabeça de deposição (1), em que os múltiplos segmentos contínuos (6) podem ser iguais ou diferentes.

12. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizadopelo fato de que a cabeça de deposição (1) é conectada em uma unidade de posicionamento controlável (3), por meio do que a cabeça de deposição (1) é movimentada em relação à superfície (25).

13. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizadopelo fato de que os feixes de fibras (20) são aquecidos depois da unidade de corte no comprimento (18) e antes da deposição na superfície (25) e/ou nos feixes de fibras depositados na superfície.

14. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizadopelo fato de que os feixes de fibras são transportados para fora da unidade de corte no comprimento (18) por meio do canal do bico de uma cabeça de bico (21) pressurizada com ar comprimido.

15. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizadopelo fato de que material de matriz particulado ou em forma de gotícula é jateado junto com os feixes de fibras (20) na superfície (25) e/ou os feixes de fibras depositados na superfície.

16. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que material de matriz particulado é introduzido no canal do bico, cujo material é jateado junto com os feixes de fibras (20) na superfície (25) e/ou os feixes de fibras depositados na superfície.

17. Método para produzir uma pré-forma de fibra, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que uma etapa de compactação segue a etapa de depositar os feixes de fibras de reforço (20), em cuja etapa de compactação os feixes de fibras de reforço (20) depositados são compactados para atingir uma maior porcentagem volumétrica de fibra.

18. Método para produzir um componente compósito de fibra usando uma pré-forma de fibra produzida de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - introdução da pré-forma de fibra em um dispositivo de modelagem, - exposição da pré-forma de fibra a pressão ou vácuo e/ou maior temperatura para formar o componente compósito de fibra, - resfriamento do componente compósito de fibra, - remoção do componente compósito de fibra do dispositivo de modelagem.

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