BR112015010690B1

BR112015010690B1 - partes compósitas flexíveis em formato tridimensional e método de produção dessas partes

Info

Publication number: BR112015010690B1
Application number: BR112015010690-0A
Authority: BR
Inventors: Roland Joseph Downs; Christopher Michael Adams; Jon Michael Holweger
Original assignee: Dsm Ip Assets B.V
Priority date: 2012-11-09
Filing date: 2013-11-09
Publication date: 2021-05-11
Also published as: US20160001472A1; CA2891264C; JP6525883B2; WO2014074966A2; JP2016503360A; US20180361683A1; AU2013342132A1; CN105102213B; WO2014074966A3; US20210229374A1; BR112015010690A2; CN105102213A; KR102158890B1; AU2013342132B2; US20140134378A1; US9993978B2; EP2917031A4; US9114570B2; KR20150082597A; EP2917031A2

Abstract

SISTEMAS E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE ARTIGOS TRIDIMENSIONAIS A PARTIR DE MATERIAIS COMPÓSITOS FLEXÍVEIS A presente revelação abrange artigos tridimensionais que compreendem materiais compósitos flexíveis e métodos de fabricação dos ditos artigos tridimensionais. Mais particularmente, o presente sistema se refere a métodos para fabricar artigos em formato tridimensional sem costura utilizáveis para tais produtos finalizados como estruturas infláveis/de bolsas de ar, bolsas, sapatos e produtos tridimensionais similares. Um processo de fabricação preferencial combina métodos de moldagem de compósito com materiais precursores específicos para formar artigos em formato contínuo reforçados por fibra que são flexíveis e deformáveis.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[01] Este pedido reivindica a prioridade para o Pedido de Patente Provisório sob o número de série US61/724.375 depositado em 9 de novembro de 2012; Pedido de Patente Provisório sob o número de série US61/780.312 depositado em 13 de março de 2013; e Pedido de Patente Provisório sob o número de série US61/800.452 depositado em 15 de março 2013, que são incorporados no presente documento a título de referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002]A presente revelação refere-se a um sistema e um método para produzir artigos tridimensionais a partir de materiais compósitos flexíveis. Por exemplo, a presente revelação se refere a sistemas e métodos para fabricação de artigos em formato tridimensional para estruturas infláveis/de bolsas de ar, bolsas, sapatos e artigos tridimensionais similares, com base em materiais compósitos flexíveis.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[03] Em relação a produtos relacionados a tecido, há uma dificuldade contínua pela otimização de várias combinações de propriedades tais como peso, rigidez, penetrabilidade, capacidade de resistência à água, capacidade de respiração, cor, capacidade de moldagem, custo, capacidade de personalização, flexibilidade, capacidade de embalagem e similares, especialmente a respeito de produtos relacionados a tecido tais como vestuário e sapatos, produtos para caminhada e acampamento, armaduras confortáveis, produtos infláveis protetores e similares.

[04] Por exemplo, as tendências de mercado atuais se deparam com a ex-pansão de tecnologia de bolsa de ar automotiva em muitas aplicações novas inclu-indo aeronave, ônibus e trem/sistemas de trilho de alta velocidade, e para suporte de pescoço e cabeça pessoal em esportes, motociclismo, esportes motorizadas ou apli- cações militares. Essa mesma tecnologia tem aplicações em sistemas de emergência e outros sistemas de flutuação comerciais, vestuários e utensílios de flutuação emergenciais, proteção contra avalanche, controle de respingo de óleo e produtos químicos, reservatórios de água para aplicações externas, mochilas, barracas e sistemas de armazenamento em geral. As tendências em tecnologia de bolsa de ar buscam o desenvolvimento de envelopes à prova de pressão leves, finos e de alta resistência que são resistentes a impacto e perfuração.

[005] Para muitas atividades desportivas, a mesma importância está no peso e na resistência do equipamento vestível do participante. Isso é especialmente verdadeiro em esportes e sapatos atléticos onde um objetivo principal consiste em fornecer calçados que são o mais leve possível, mas que, ao mesmo tempo, mantenham propriedades de suporte estrutural biomecânicas essenciais.

[006] Pelo menos por essas razões, o desenvolvimento de novos artigos relacionados a tecido com boa relação custo-benefício, com peso reduzido e desempenho estrutural exigido, e novos sistemas e métodos de fabricação de artigos relacionados a tecido, seria um grande benefício.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007]Em vários aspectos da presente revelação, sistemas e métodos para produzir artigos tridimensionais a partir de vários materiais compósitos flexíveis são revelados.

[008]Em vários aspectos da presente revelação, são fornecidos produtos, métodos e equipamentos aprimorados relacionados a monofilamento, junto com sistemas para produzir artigos tridimensionais a partir de materiais compósitos flexíveis.

[009]Em vários aspectos da presente revelação, são descritos sistemas para o projeto e a fabricação de produtos relacionados a tecido que usam as tecnologias e técnicas úteis ensinadas e incorporadas na presente invenção.

[010]Em vários aspectos da presente revelação, são revelados os aprimo- ramentos no controle eficiente de propriedades de produtos relacionados a tecido, inclui, mas sem limitação: peso, rigidez, penetrabilidade, capacidade de resistência à água, capacidade de respiração, cor, capacidade de moldagem, custo, capacidade de personalização, flexibilidade, capacidade de embalagem, etc., incluindo tais combinações desejadas de tais propriedades.

[011] Em vários aspectos da presente revelação, são revelados métodos para a fabricação de artigos em formato tridimensional com base em materiais compósitos flexíveis, utilizáveis para bolsas de ar, estruturas infláveis, em geral, bolsas, sapatos e artigos tridimensionais similares.

[012] Em vários aspectos da presente revelação, um sistema de fabricação de fornece ajuste preciso, em locais desejados em um produto relacionado a tecido, controle direcional de propriedades de rigidez, flexibilidade e elasticidade.

[013] Em vários aspectos da presente revelação, os produtos relacionados a tecido combinam peso extremamente leve com resistência extrema.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[014]São incluídos desenhos anexos para fornecer uma compreensão adicional da revelação, além disso, são incorporados e constituem uma parte desse relatório descritivo, ilustram modalidades da revelação e, juntos com a descrição, servem para explicar os princípios da revelação, em que:

[015]A Figura 1 mostra vistas laterais de materiais compósitos flexíveis projetados finos adjacentes a materiais tecidos convencionais de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[016]A Figura 2 mostra uma vista em perspectiva de um artigo compósito flexível tridimensional, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[017]A Figura 3 mostra uma vista em seção de arranjos de moldagem e ferramentas usados para produzir artigos tridimensionais de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[018]A Figura 4 mostra uma vista em seção de arranjos de moldagem e ferramentas preferenciais alternativos usados para produzir artigos preferenciais de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[019]A Figura 5 mostra uma vista em seção de arranjos de moldagem e ferramentas preferenciais da Figura 4 de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[020]A Figura 6 mostra uma vista em seção de um artigo produzido pelos arranjos de moldagem e ferramentas preferenciais da Figura 4 de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[021]As Figuras 7a, 7b e 7c mostram um diagrama esquemático, que ilustra de forma geral arranjos de moldagem, ferramentas e etapas preferenciais alternativas para a produção de artigos compósitos flexíveis preferenciais, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[022]A Figura 8 mostra uma vista em perspectiva, que ilustra diagramatica- mente um artigo compósito flexível que contém reforços estruturais integrados para pontos de fixação, orifícios atravessantes e tiras de reforço para capacidade de transporte de carga aumentada, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[023]A Figura 9 mostra uma vista em seção, que ilustra diagramaticamente materiais compósitos flexíveis alternativos feitos com dois ou mais monofilamentos, fibras ou estopas com o uso de fitas unidirecionais alternativas que compreende diferentes fibras, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[024]A Figura 10 mostra uma vista em seção, que ilustra diagramaticamente um material compósito flexível alternativo feito com dois ou mais monofilamentos, fibras ou estopas com o uso de fitas unidirecionais alternativas que compreendem diferentes fibras, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[025]A Figura 11 mostra uma vista em perspectiva, que ilustra diagramati- camente uma parte superior de calçado compósita, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[026]A Figura 12A mostra uma vista lateral, que ilustra diagramaticamente uma parte superior de calçado compósita projetada, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[027]A Figura 12B mostra um vista lateral, que ilustra diagramaticamente uma parte superior de calçado compósita projetada, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[028]A Figura 13 mostra um diagrama parcialmente explodido que ilustra uma construção compósita preferencial consistente com a construção da parte superior de calçado compósita da Figura 11, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[029]A Figura 14 mostra um diagrama que ilustra de forma geral métodos de produção preferenciais de uma parte superior de calçado compósita projetada modular utilizável em múltiplas aplicações de sapato, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[030]A Figura 15 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um método de produção preferencial da parte superior de calçado compósita da Figura 11 de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[031]A Figura 16 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um conjunto de etapas de fabricação iniciais empregadas na produção da parte superior de calçado compósita da Figura 11, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[032]A Figura 17 mostra uma vista plana, que ilustra diagramaticamente um componente de compósito plano com capacidade de formar uma parte superior de calçado compósita, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[033]A Figura 18 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um conjunto de etapas de fabricação subsequentes empregadas na produção da parte superior de calçado compósita da Figura 11, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[034]A Figura 19 mostra um diagrama esquemático que ilustra de forma geral uma primeira metodologia de consolidação e cura empregável na produção da parte superior de calçado compósita da Figura 11, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[035]A Figura 20 mostra um diagrama esquemático que ilustra de forma geral uma segunda metodologia de consolidação e cura empregável na produção da parte superior de calçado compósita da Figura 11, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[036]A Figura 21 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um método exemplificativo de aplicação de conjunto de componentes de finalização à parte superior de calçado compósita da Figura 11, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[037]A Figura 22 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um método exemplificativo alternativo de aplicação de conjunto de componentes de finalização à parte superior de calçado compósita da Figura 11, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[038]A Figura 23 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um método exemplificativo alternativo de conjunto de componentes de finalização à parte superior de calçado compósita da Figura 11 de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[039]A Figura 24 mostra uma modalidade de um tubo formado a partir de Polímero com Memória de Formato (SMP) rígido, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[040]A Figura 25 mostra um tubo de SMP adicionalmente conformado dentro de um molde fêmea, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[041]A Figura 26 mostra a aplicação de fibra estopas em uma ferramenta de forma rígida, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[042]A Figura 27 mostra uma modalidade de um sistema do tipo de formação de superplástico, de acordo com várias modalidades da presente revelação;

[043]A Figura 28 mostra uma modalidade de uma laminação camada por camada de camadas de fita unidirecional e outros elementos estruturais sobre uma ferramenta de forma macho, de acordo com várias modalidades da presente revelação; e

[044]A Figura 29 mostra uma outra modalidade de uma laminação camada por camada de camadas de fita unidirecional e outros elementos estruturais sobre uma ferramenta de forma macho, de acordo com várias modalidades da presente revelação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[045]A seguinte descrição é de várias modalidades exemplificativas apenas e não se destina a limitar o escopo, a aplicabilidade ou a configuração da presente revelação de qualquer modo. De preferência, a seguinte descrição se destina a fornecer uma ilustração conveniente para implantar várias modalidades incluindo o melhor modo. Conforme se tornará mais evidente, várias alterações podem ser feitas na função e na disposição dos elementos descritos nessas modalidades sem que se afaste dos princípios da presente revelação.

[046]Conforme descrito em maiores detalhes na presente invenção, várias modalidades da presente revelação compreendem em geral um laminado que inclui elementos de reforço nisso, em que tais elementos de reforço incluem pelo menos uma fita unidirecional que tem monofilamentos nisso, em que todos os tais monofi- lamentos se assentam em uma direção predeterminada dentro da fita, em que tais monofilamentos têm diâmetros menores que 40 mícrons e em que o espaçamento entre os monofilamentos individuais dentro de um grupo de fortalecimento de união de monofilamentos são monofilamentos adjacentes em contiguidade ou estão dentro de uma distância de vão na faixa entre os monofilamentos que não estão em contiguidade de até cinquenta vezes o maior diâmetro do monofilamento. Em várias modalidades, a distância de vão na faixa entre os monofilamentos que não estão em contiguidade pode ser de até nove vezes o maior diâmetro do monofilamento.

[047] Em várias modalidades de laminados de acordo com a presente revelação, as estopas que consistem em um feixe de grande números de monofilamentos são extrusadas, submetidas à pultrusão ou, de outro modo, convertidas de uma pluralidade de estopas de monofilamentos em uma fita unidirecional plana fina que consiste em uma pluralidade de monofilamentos orientados substancialmente paralelos de espessura predeterminada, densidade de área de fibra, revestimento de matriz de resina ou especificação de embutidura para satisfazer as especificações de projeto de análise estrutural de computador ou especificação pré-existente. Adicionalmente, os elementos de reforço podem compreender pelo menos duas de tais fitas unidirecionais, cada uma com monofilamentos extrusados nisso, em todos os tais se assentam em uma direção predeterminada dentro da fita, em que tais monofi- lamentos têm diâmetros menores que 40 mícrons e em que o espaçamento entre os monofilamentos individuais dentro de um grupo de fortalecimento de união de mono- filamentos são monofilamentos adjacentes em contiguidade ou estão dentro de uma distância de vão na faixa entre monofilamentos que não estão em contiguidade de até cinquenta vezes o maior diâmetro do monofilamento. Em várias modalidades, a distância de vão na faixa entre monofilamentos que não estão em contiguidade pode ser de até nove vezes o maior diâmetro do monofilamento. Em várias modalidades, as fitas unidirecionais compreendem áreas maiores sem quaisquer monofilamentos, e em que tais áreas maiores compreendem coberturas laminares que compreendem áreas menores sem monofilamentos.

[048]As especificações para fitas unidirecionais particulares usadas podem ter densidades de área de fibra diferentes, especificações de resina, especificações de espalhamento, tipos de fibra de espessura de camada e podem conter mesclas diferentes de duas ou mais fibras.

[049] Em várias modalidades de um laminado de acordo com a presente revelação, as áreas menores compreendem arranjos planejados pelo usuário. Em várias modalidades, os laminados compreendem adicionalmente um conjunto de elementos respiráveis em água ou à prova de água/respiráveis (W/B) que compreendem coberturas laminares de tais áreas menores. Adicionalmente, os laminados podem compreender um conjunto de outras coberturas laminares. Além disso, um laminado de acordo com a presente revelação pode compreender uma primeira de tais pelo menos duas fitas unidirecionais que incluem monofilamentos que assentam em uma direção predeterminada diferente de uma segunda dentre tais pelo menos duas fitas unidirecionais.

[050] Em várias modalidades da presente revelação, uma combinação das direções predeterminadas diferentes de tais pelo menos duas fitas unidirecionais é selecionada pelo usuário para alcançar propriedades de laminado que têm flexibili- dade/rigidez direcional planejada. Ademais em várias modalidades, um laminado pode compreender uma parte compósita flexível em formato tridimensional. Em várias modalidades, uma parte compósita flexível em formato tridimensional compreende múltiplos segmentos laminados fixados ao longo de juntas periféricas. Em várias modalidades, as partes compósitas flexíveis em formato tridimensional compreendem pelo menos um segmento laminado fixado ao longo de juntas periféricas a pelo menos um segmento não laminado. Em várias modalidades, tais produtos podem compreender múltiplos segmentos laminados fixados ao longo de juntas de área.

[051]Em várias modalidades da presente revelação, um produto relacionado a tecido compreende pelo menos um segmento laminado fixado ao longo de juntas de área a pelo menos um segmento não laminado. Tais produtos podem compreender pelo menos um segmento laminado fixado ao longo de juntas de área a pelo menos uma fita de segmento único. Adicionalmente, tais produtos podem compreender pelo menos um segmento laminado fixado ao longo de juntas de área a pelo menos um segmento de monofilamento. Em várias modalidades, tais produtos podem compreender adicionalmente pelo menos um elemento rígido. Em várias modalidades da presente revelação, pelo menos uma fita unidirecional é fixada a tal produto.

[052] Em várias modalidades da presente revelação, um método de produção de partes compósitas flexíveis em formato tridimensional compreende as etapas de: fornecer pelo menos um molde macho e pelo menos um molde fêmea que tem configurações compatíveis; aplicar pelo menos uma primeira talagarça reforçada por fibra sobre tal pelo menos um molde macho, em que a dita primeira talagarça reforçada por fibra que compreende duas ou mais camadas de fibras unidirecionais colocadas em diferentes orientações; aplicar opcionalmente pelo menos uma segunda talagarça reforçada por fibra sobre tal pelo menos um molde macho e tal pelo menos uma primeira talagarça reforçada por fibra, em que a dita segunda talagarça reforçada por fibra compreende duas ou mais camadas de fibras unidirecionais colocadas em diferentes orientações; aplicar opcionalmente pelo menos uma primeira camada de superfície sobre tal pelo menos um molde macho, tal pelo menos uma primeira talagarça reforçada por fibra e tal segunda talagarça reforçada por fibra para formar uma primeira laminação compósita; remover tal primeira laminação compósita de tal pelo menos um molde macho e colocar tal primeira laminação compósita, em uma configuração invertida, dentro de tal pelo menos um molde fêmea; usar opcionalmente um forro removível através da aplicação de pelo menos um forro removível a tal pelo menos um molde macho; remover tal pelo menos um forro removível de tal pelo menos um molde macho e colocar tal forro removível, em uma configuração invertida, dentro de tal pelo menos um molde fêmea sobre tal primeira laminação compósita; aplicar opcionalmente pelo menos uma segunda camada de superfície sobre tal pelo menos um molde macho; aplicar pelo menos terceira talagarça reforçada por fibra sobre tal pelo menos um molde macho e tal pelo menos uma segunda camada de superfície, em que a dita terceira talagarça reforçada por fibra compreende duas ou mais camadas de fibras unidirecionais colocadas em diferentes orientações; aplicar opcionalmente pelo menos uma quarta talagarça reforçada por fibra sobre tal pelo menos um molde macho, tal pelo menos um terceira talagarça reforçada por fibra e tal pelo menos uma segunda camada de superfície para formar um segunda laminação compósita, em que a dita quarta talagarça reforçada por fibra compreende duas ou mais camadas de fibras unidirecionais colocadas em diferentes orientações; remover tal segunda laminação compósita de tal pelo menos um molde macho e colocar tal segunda laminação compósita, em uma configuração invertida, dentro de tal pelo menos um molde fêmea sobre a primeira laminação compósita; unir ao longo de bordas periféricas de tal primeira laminação compósita e tal segunda laminação compósita; e curar tal primeira laminação compósita e tal segunda la- minação compósita para formar pelo menos um artigo em formato tridimensional.

[053] Em várias modalidades da presente revelação, um método compreende adicionalmente a segunda talagarça reforçada por fibra opcional como uma camada adicional na dita primeira laminação compósita.

[054] Em várias modalidades da presente revelação, um método compreende adicionalmente a primeira camada de superfície opcional como uma camada adicional na dita primeira laminação compósita.

[055] Em várias modalidades da presente revelação, um método compreende adicionalmente a segunda camada de superfície opcional como uma camada adicional na dita segunda laminação compósita.

[056] Em várias modalidades da presente revelação, um método compreende adicionalmente a quarta talagarça reforçada por fibra opcional como uma camada adicional na dita segunda laminação compósita.

[057] Em várias modalidades da presente revelação, um método compreende adicionalmente o pelo menos um forro removível opcional disposto entre a dita primeira laminação compósita e a dita segunda laminação compósita.

[058] Em várias modalidades da presente revelação, um método compreende adicionalmente a etapa de formar pelo menos uma abertura em tal pelo menos um artigo em formato tridimensional para auxiliar na inflação ou outra manipulação de tal pelo menos um artigo em formato tridimensional. Em várias modalidades, um método compreende adicionalmente a etapa de remover tal pelo menos um forro removível através de tal pelo menos uma abertura. Em várias modalidades, um método compreende adicionalmente a etapa de adicionar pelo menos uma estrutura de reforço a tal pelo menos um artigo em formato tridimensional.

[059] Em várias modalidades do método de acordo com a presente revelação, pelo menos um artigo em formato tridimensional é integrado dentro de um sapato. Em várias modalidades, pelo menos um artigo em formato tridimensional é integrado dentro de uma bolsa. Em várias modalidades, pelo menos um artigo em formato tridimensional é impermeável a gás. Em várias modalidades, pelo menos um artigo em formato tridimensional é configurado para ser inflável por gás. Em várias modalidades, pelo menos um artigo tridimensional é à prova de água/respiráveis (W/B).

[060] Em várias modalidades da presente revelação, um método de produção de partes compósitas flexíveis em formato tridimensional compreende as etapas de: unir duas partes compósitas flexíveis simétricas através da dobradura de material periférico de um primeiro lado de parte sobre um segundo lado de parte para formar uma região de costura de sobreposição; e curar tais duas partes compósitas flexíveis simétricas para formar uma parte compósita flexível em formato tridimensional unitária que tem um interior oco.

[061] De acordo com várias modalidades do mesmo, o presente sistema fornece cada e todo recurso, elemento, combinação, etapa e/ou método inovador revelado ou sugerido por este pedido de patente.

[062] Breve glossário de termos e definições usados na presente invenção:

[063]Adesivo: uma resina curável usada para combinar materiais compósitos.

[064]Anisotrópico: que tem propriedades mecânicas e/ou físicas que variam com a direção em um ponto em um material (isto é, não isotrópica).

[065] Peso de área: o peso de fibra por unidade de área, muitas vezes ex-presso como gramas por metro quadrado (g/m2).

[066]Autoclave: um vaso fechado para produzir um ambiente de pressão fluida, com ou sem calor, para um objeto confinado que está sendo submetido a uma reação química ou outra operação.

[067]Estágio B: geralmente definido na presente invenção como um estágio intermediário na reação de algumas resinas termoajustáveis. O adesivo ou as resinas de polímero de reticulação usadas em pré-impregnados são algumas vezes pré- reagidas para estágio, chamado de “prepregs”, para facilitar o manuseio e o processamento antes da cura final.

[068]Estágio C: estágio final na reação de certas resinas no qual o material é relativamente insolúvel e infundível.

[069]Cura: alterar as propriedades de uma resina polimérica irreversivelmente por reação química. A cura pode ser realizada através da adição de agentes de cura (reticulação), com ou sem catalisador e com ou sem calor. O termo cura pode se referir a um processo parcial ou um processo completo.

[070] Decitex (DTEX): unidade da densidade linear de um filamento ou fio contínuo, igual a 1/10 de um tex ou 9/10 de um denier.

[071] Dyneema®: uma marca de fibra de polietileno de peso molecular ultraalto (UHMWPE) fornecida pela DSM (Heerlen, Países Baixos).

[072] Fibra: um termo geral sinônimo de filamento.

[073] Filamento: a menor unidade um material que contém fibra. Os filamentos são usualmente de comprimento longo e diâmetro pequeno.

[074] Forma: uma ferramenta de forma tridimensional para sapatos.

[075] Polímero: um material orgânico composto de moléculas de monômeros ligadas.

[076] Prepreg: um material de fita ou lâmina pronto para cura, em que a resina é parcialmente curada para um estágio B e fornecida para uma etapa de lamina- ção antes da cura completa.

[077] Estopa: um feixe não torcido, torcido ou entrelaçado de filamentos contínuos.

[078] Parte superior: a porção de um sapato que sobre a porção superior do pé, do calcanhar ao dedo.

[079]UHMWPE: polietileno de peso molecular ultra-alto. Um tipo de poliolefi- na constituído de cadeias extremamente longas de polietileno. Os nomes comerciais incluem Spectra® e Dyneema®.

[080] Fita unidirecional: fita unidirecional (ou fita UD) que são fitas reforçadas flexíveis (também chamadas de lâminas) com arranjos uniforme ou não uniformemente densos de fibras de reforço em alinhamento geralmente paralelo e impregnados com uma matriz de resina adesiva. Essa resina pode ser polímero de reticulação reativo que contém muitas vezes um catalisador ou agente de cura e é submetido a uma reação não reversível durante o processamento ou uma resina termoplástica que derrete e pode ser reformada por aquecimento e resfriamento sucessivos. As fitas UD são muitas vezes de estágio B e formam a unidade básica de muitos tecidos compósitos.

[081] Material viscoelástico: os materiais que exibem tanto características viscosas quanto elásticas quando são submetidos à deformação. Tais materiais podem exibir resposta reológica linear ou não linear sob carregamento mecânico.

[082] Em referência agora à Figura 1, várias modalidades de um sistema de artigo compósito tridimensional 100 compreendem artigos em formato tridimensional sem costura 101 utilizáveis para estruturas infláveis/de bolsas de ar, bolsas, sapatos e outros artigos tridimensionais, com base em materiais compósitos flexíveis. Conforme usado na presente invenção, sem costura se refere a itens integralmente ligados para serem estruturalmente sem costura. Várias modalidades de fabricação de processos do presente sistema são capazes de produzir partes flexíveis em formato tridimensional com estruturas integradas e reforço de fibra direcional. Vários artigos de sistema de artigo compósito tridimensional 100 incluem, mas não são limitados a, sapatos, mochilas/bolsas ou peças infláveis tais como bolsas ou esferas de ar e si-milares. Em produtos têxteis em formato tridimensional tradicionais, os produtos planos cortados em formatos complexos são cosidos ou costurados para produzir o formato tridimensional. Em várias modalidades de fabricação de processos de acordo com a presente revelação, os métodos de moldagem de compósito são combinados com materiais precursores inovadores para formar artigos em formato contínuo reforçados por fibra que são flexíveis e deformáveis.

[083]A Figura 1 ilustra adicionalmente uma comparação de vista lateral de uma modalidade de um material compósito substancialmente flexível projetado fino 103, de acordo com a presente revelação, com um material tecido convencional muito mais espesso. Em geral, os métodos descritos na presente revelação fornecem materiais substancialmente mais finos que os materiais convencionais.

[084]A Figura 2 ilustra, em vista em perspectiva, uma modalidade de um artigo em formato tridimensional sem costura 101 de acordo com a presente revela- ção. Em várias modalidades, o material que é mais fino que os tecidos existentes são possíveis devido ao uso de fibra de alta resistência e revestimento de superfície mínimo. Por exemplo, em aplicações de bolsa de ar, os materiais compósitos finos permitem volumes de embalagem reduzidos, conforme mostrado na Figura 1.

[085]As tendências de mercado atuais observam a expansão de tecnologia de bolsa de ar automotiva em muitas novas aplicações incluindo aeronave, ônibus, trem/sistemas de trilho de alta velocidade e para suporte de pescoço e cabeça pessoal para esportes, motociclismo, esportes motorizados ou aplicações militares. Essa mesma tecnologia tem aplicações em sistemas de emergência e outros sistemas de flutuação comerciais, vestuários e acessórios de flutuação emergenciais, proteção contra avalanche, controle de respingo de óleo e produtos químicos, barragens de bexiga, reservatórios de água para aplicações externas, mochilas, barracas (isto é, uma pequena tenda ou abrigo) e sistemas de armazenamento em geral.

[086]As tendências em tecnologia de bolsa de ar buscam o desenvolvimento de envelopes à prova de pressão leves, finos, de alta resistência e de reforço multidi- recional que são resistentes a impacto e perfuração. A deformação e a conformidade controladas podem ser usadas para absorver choque e gerenciar impulso de impacto. As aplicações automotivas para proteção de cortina lateral, assento e cinto precisam ser muito leves, embaláveis no menor volume possível e ter a capacidade de ser formada no formato 3D mais vantajoso para desenvolvimento de proteção ideais. Os formatos 3D frequentemente complexos precisam ser fortes, exibir pressão de explosão alta, resistência a impacto e perfuração e precisam inflar para seu formato predeterminado sem explosão ou falha em qualquer costura/fixação. Os mesmos geralmente precisam ter um alto grau de integridade de pressão e impermeabilidade devido aos volumes limitados de meios de inflação de pressão armazenada. Isso é especialmente crítico devido ao fato de que muitos sistemas têm requisitos operacionais de que as bolsas permaneçam infladas por 7 a 10 minutos após o impacto e/ou o posicionamento e, para algumas aplicações, pode ser desejável que a bolsa permaneça inflada por muito mais tempo. Um exemplo disso é o sistema de acidente de bolsa de ar de helicóptero em que o posicionamento inicial amortece o impacto do helicóptero, mas, em água, é desejável que as bolsas permaneçam infladas para fornecer flutuação para impedir o afundamento do helicóptero.

[087] Uma outra aplicação similar em que a pressão pós-inflação e a capacidade de reutilização são benéfica é em bolsas de ar de aeronaves para uso sobre água. As bolsas de ar são desejáveis para proteção contra acidentes em empresas aéreas comerciais, mas peso e volume de armazenamento são buscados para essas aplicações. As empresas aéreas já são exigidas para transportar dispositivos de flutuação a bordo para uso sobre água emergencial, então, se a função de proteção contra acidentes para impacto de aterrisagem puder ser combinada com aplicações de flutuação secundárias, a utilidade de tais sistemas é acentuada. Essa tecnologia é igualmente aplicável a deslizamento de saída de emergência de aeronave comercial e também para a saída emergencial de acidente fora da água e sistemas de flutuação.

[088]Além dos requisitos de embalagem, posicionamento e inflação, a construção da bolsa de ar que utiliza a tecnologia revelada na presente invenção também pode aprimorar e acentuar a capacidade de a bolsa de ar fornecer proteção para vida e contra lesão durante o posicionamento de acidente/impacto e proteção pós- acidentes. As propriedades mecânicas e de alta resistência dos artigos em formato tridimensional 101 da presente revelação terão posicionamento bem controlável em formatos previsíveis. A estrutura da bolsa pode ser acentuada para absorção de impacto e dissipação de energia e a superfície de impacto das bolsas pode ser otimizada para propriedades de superfície tal como maciez ou coeficiente de atrito para impedir cargas excessivas, acelerações e rotações nos corpos dos ocupantes.

[089]A tolerância a dano, a resistência à perfuração e a resistência extre- mamente à propagação de dano por perfuração ou rasgo permitem que as bolsas continuem a funcionar após dano local sem falha ou ruptura completa.

[090] Em várias modalidades, um alto grau de integridade de pressão de artigos em formato tridimensional 101 de acordo com a presente revelação permite não apenas inflação prolongada ou ainda permanente, mas também a incorporação de sistemas de gás de inflação multiestágio práticos no sistema de bolsa de ar para proteção de ocupante aprimorada, enquanto ainda satisfazem restrições de armazenamento, embalagem, armazenamento de gás e volume. Um outro benefício da durabilidade dos materiais e da construção é que as bolsas de ar de acordo com a presente revelação podem ser recicladas e usadas múltiplas vezes.

[091] Em várias modalidades do presente sistema, uma camada de talagarça é esticada sobre um molde macho e curada no formato do molde (vide também Figura 15, discutida na presente invenção abaixo). Uma talagarça é feita de duas ou mais camadas reforçadas por fibra revestidas por adesivo, por exemplo, fitas unidi- recionais. Mais de uma camada de talagarça pode ser adicionada, conforme desejado, para aprimorar a estabilidade de dimensão e a resistência ao rasgamento do material final. O número de camadas, tipo de adesivo ou fibra, tipo ou configuração de camada de superfície e o estado inicial da talagarça (não curada ou curada), são todas variáveis que podem ser substituídas sem alterar o conceito inventivo básico. Pelo menos uma aplicação preferencial dessa modalidade é sapatos, em que as ta- lagarças podem ser costuradas em torno de uma “forma”. Várias modalidades de calçados de acordo com a presente revelação são descritas em uma seção posterior na presente invenção abaixo. Em várias modalidades do presente sistema, as ca-madas de fita unidirecional adicionais podem ser adicionais para limitar o estiramento ao longo de trajetórias de carga específicas. Em outras modalidades do presente sistema, as camadas de superfície podem ser adicionadas à pilha curada em torno do molde.

[092] Em várias modalidades, uma camada fita unidirecional compreende fibras substancialmente paralelas e finamente espalhadas revestidas por ou embutidas em um adesivo de matriz. As fibras de monofilamento que constituem essas camadas de fita unidirecional são espalhadas de modo que os monofilamentos que constituem a fibra sejam posicionados aproximadamente lado a lado, individualmente revestidos com adesivo ou embutidos em um adesivo ou resina. O posicionamento pode ser tal que a distância de espaçamento entre os monofilamentos ou a distribuição de peso de área de monofilamentos possa ser uniforme, não uniforme ou tal que a camada de monofilamento incorpore espaçamento entre fitas unidirecionais mais pesadas que compreendem uma espessura de vários filamentos. O posicionamento pode ser tal que a distância de espaçamento entre os monofilamentos possa ser uniforme, não uniforme ou tal que os monofilamentos fiquem em contiguidade ou se sobreponham. Em alguns casos, as estopas de monofilamento podem incorporar uma torção ou entrelaçamento dos monofilamentos constituintes para limitar ou controlar o espalhamento. Entretanto, o conceito de espalhamento e revestimento de filamentos dentro de uma fibra que contém muitos filamentos é similar. Em várias modalidades, o adesivo compreende um polímero elástico. Essa opção dá à fita uni- direcional conformidade e permite que a mesma seja estirada e moldada em suas direções de fibra não reforçada. Uma camada de fita unidirecional pode ser posicionada individualmente sobre o molde para reforço local.

[093]A Figura 3 mostra uma vista em seção de uma modalidade de vários arranjos de moldagem e ferramentas utilizável para produzir artigos em formato tridimensional 101 de acordo com a presente revelação. Um método para moldagem da fita unidirecional sobre uma parte complexa quanto se mantém a uniformidade de fibra compreende uma etapa de primeiro criar uma talagarça em que duas camadas de fita unidirecional plana são presas juntas em diferentes orientações tais como 0° e 90°, ou em qualquer outra orientação relativa conforme requerido pelo projeto par ticular. A talagarça resultante estira em suas direções de orientação, mas os filamentos são estabilizados pelo reforço da camada cruzante. Isso permite que os filamentos sejam posicionados e estirados sobre o molde de uma maneira que mantenha o alinhamento de filamento e minimize as fibras enrugadas.

[094] Uma modalidade de um método usado para criar um objeto de formato tridimensional de acordo com a presente revelação compreende fornecer um molde macho e um molde fêmea que têm dimensões essencialmente compatíveis. Uma primeira talagarça de 0°/90° pode ser feita a partir de pelo menos uma camada da fita unidirecional. A talagarça construída dessa maneira se estira significativamente nas direções de orientação e, dessa forma, pode ser estirada sobre o molde macho. Uma segunda talagarça de fita unidirecional 0°/90° pode ser orientada 45° a partir da primeira camada e estirada sobre o molde macho e a primeira talagarça. Opcionalmente, um filme ou camada de superfície é estirado sobre a primeira e segunda ta- lagarças. Esse primeiro empilhamento pode, então, ser removido do molde macho, invertido e colocado no molde fêmea complementar. Opcionalmente, um forro removível, por exemplo, Teflon, é estirado sobre o molde macho. O forro removível é, en-tão, removido do molde macho, invertido e colocado no molde fêmea sobre o primeiro empilhamento. A seguir, um filme ou camada de superfície opcional pode ser estirado sobre o molde macho, dessa vez, a primeira camada na pilha. A seguir, uma terceira talagarça de fita unidirecional de 0°/90° pode ser estirada sobre o molde macho. Opcionalmente, uma quarta talagarça de fita unidirecional 0°/90° pode ser orientada 45° a partir da primeira camada e estirada sobre o molde macho e a terceira talagarça. Esse segundo empilhamento é, então, removido do molde macho, invertido e colocado no molde fêmea sobre o primeiro empilhamento ou o forro removível opcional. O primeiro empilhamento compreende, de preferência, algum excesso de material suspenso que pode ser dobrado sobre o segundo empilhamento para formar uma união de bordas dos primeiro e segundo empilhamentos. Em várias mo- dalidades, essas camadas são embaladas a vácuo no molde fêmea e curadas em um autoclave. Quando a parte é curada, o forro removível opcional impede que os primeiro e segundo empilhamentos se unam em locais além de dobrados sobre as bordas. De acordo com tais métodos, é criado um artigo em formato tridimensional formado contínuo 101 que não requer qualquer união adicional. Em várias modalidades, o artigo em formato tridimensional 101 resultante pode ser inflado para seu formato 3D final através do corte de um orifício nas camadas e do preenchimento da parte com ar. Em várias modalidades, o forro removível, quando utilizado, pode ser removido através desse orifício.

[095]O método de fabricação descrito acima é útil para partes 3D que são simétricas, tal como, uma esfera, oval, cilindro ou cubo (vide também Figura 2 para um exemplo).

[096]A modalidade descrita acima implanta a união de duas partes simétricas através da dobradura de material estendido a partir de uma laminação acima de e sobre uma outra laminação para formar uma costura que pode ser curada com a finalidade de ser estruturalmente sem costura dentro da parte compósita formada. Após a parte ser curada, a mesma pode ser inflada, o segundo lado se inverterá e os vestígios dessa costura estarão localizados na linha central da parte. Esse método exemplificativo é útil para materiais flexíveis finos em que a ruga na costura se torna desprezível uma vez que a parte é inflada.

[097]O método revelado na presente invenção é um aprimoramento em comparação com processos de fabricação existentes devido ao fato de que a parte resultante requer apenas um número limitado de processos secundários para conclusão. Para aplicações em que há volume de embalagem limitado ou em casos em que as economias de peso são críticas, uma parte que tem costuras mínimas, o que reduz a espessura e/ou o peso da parte, é benéfica.

[098]A Figura 4 ilustra uma vista em seção de modalidades alternativas de arranjos de moldagem e ferramentas utilizáveis para produzir vários artigos em formato tridimensional 101 de acordo com a presente revelação. Conforme ilustrado na modalidade da Figura 4, um laminado não curado ou formável, tal como que compreende camadas de talagarça, pode ser ensanduichado entre as camadas de diafragma flexível. O compósito não curado e não formado pode, então, ser disposto entre ferramentas macho e fêmea do molde para conformação e cura.

[099]A Figura 5 ilustra uma vista em seção de uma modalidade de molda-gem de arranjos de moldagem e ferramentas e a conformação e cura resultantes do material laminado em uma parte compósita. Conforme ilustrado, o calor, pressão e/ou vácuo pode ser usado em qualquer combinação de formato e cura da estrutura laminada em uma parte compósita formada. Vários métodos para conformação e cura incluem, mas não são limitados a, compressão de autoclave, hidroformação ou formação de diafragma, dentre outros métodos conhecidos por um elemento versado na técnica.

[0100]A Figura 6 ilustra uma vista em seção de uma outra operação de moldagem e cura de acordo com várias modalidades da presente revelação. No processo ilustrado na Figura 6, uma parte laminada anteriormente curada e formada, (por exemplo, a parte resultante das operações reveladas nas Figuras 4 a 5), é ensan- duichada entre as camadas de diafragma flexível e posicionada entre ferramentas macho e fêmea do molde. A estrutura em camadas, com ou sem qualquer número de camadas de superfície, é assentada sobre um molde e formada e/ou curada com o uso de vários métodos incluindo, mas não se limitando a, compressão de autoclave, hidroformação ou formação de diafragma ou outros métodos que seriam conhecidos por um elemento versado na técnica.

[0101]As Figuras 7a, 7b e 7c mostram uma vista esquemática explodida de uma modalidade de um processo de molde fêmea de acordo com a presente revelação. No processo revelado nas Figuras 7a a c, uma parte é assentada em um molde e uma bexiga inflável é inserida na parte para aplicar pressão no interior da parte para força o material no formato do molde enquanto é curada.

[0102]Conforme ilustrado na Figura 7a, uma parte compósita 130a é colocada dentro de um molde fêmea 170 e uma bexiga inflável 175a é inserida na parte compósita 130a para aplicar pressão ao interior da parte, enquanto a parte é curada por qualquer uma ou combinação de cura por calor, UV, RF e feixe de elétron. A bexiga elastomérica 175a aplica pressão uniforme (por exemplo, pressão de ar ou líquido) à parte compósita 130a, forçando a parte no formato do molde.

[0103]A Figura 7b ilustra a parte compósita expandida 130b que encaixa por forma o formato interno do molde fêmea 170. Se desejado, a bexiga elastomérica 175b (agora expandida para o formato do molde) pode ser cocurada para a superfície interna da parte compósita 130b para formar, por exemplo, uma bexiga de pressão interna ou camada ou pele interna do artigo. Se essa camada de material de bexiga interna não for necessária, a bexiga pode ser desinflada e removida do molde, deixando a parte 130b expandida e curada no local sem uma camada de bexiga cocurada.

[0104]A Figura 7c ilustra uma modalidade de um parte compósita dimensionada 135 removida do molde agora aberto 170.

[0105]Uma outra modalidade exemplificativa, útil para aplicações de calçados, por exemplo, compreende a opção de usar uma bexiga inflável como uma ferramenta de formação em 3D, através do que as fitas unidirecionais e/ou de estágio Bd, de estágio Cd compósitas, ou matriz termoplástica, padrões pré-forrados com lona, de lona de ângulo ou de corte laminado podem ser dispostos em camada e montados nisso. Para tais modalidades, a bexiga inflável tem de preferência rigidez estrutural suficiente para acomodar camada de materiais nisso.

[0106]Para propósitos de montagem e laminação da parte superior do sapato em uma bexiga inflável, pelo menos três maneiras de resolver o problema de rigi- dez da bexiga podem ser realizadas. Uma primeira maneira é usar uma ferramenta de forma tridimensional multicomponente que sustenta a bexiga elastomérica, removível em algum ponto no processo de fabricação para permitir que a parte compósita flexível seja removida do molde e da bexiga. Uma segunda maneira consiste em usar uma bexiga elastomérica que pode ser reforçada com um compósito de tecido de tal modo que possa ser pressurizada no ponto em que é rígida o suficiente para atuar como uma forma para aplicação dos componentes constitutivos que compreendem a parte superior. Uma terceira maneira consiste em usar Polímero com Memória de Formato (SMP) em conjunto com ferramentas de aplicação de pressão elastoméricas. Tais polímeros são rígidos em baixa temperatura, mas são convertidos em elastômeros flexíveis de alto alongamento em temperaturas acima de sua temperatura de transição. Acima de suas temperaturas de transição, os SMPs podem ser colocados em um molde aquecido e pressurizados para formar a ferramenta em sua fase elastomérica, duplicar o formato do molde com precisão que, no caso de um sistema de moldagem de sapato, seria o formato desejado para o interior do sapato.

[0107]Conforme o molde é resfriado abaixo da temperatura de transição do SMP, o SMP é convertido em um sólido rígido no formato das dimensões de forma interna da parte superior do sapato. Nessa forma “rígida”, a ferramenta pode ser usada como uma ferramenta de forma de laminação para o processo de moldagem de sapato. Um exemplo de uma estrutura formada de SMP enrijecido é o tubo 180 mostrado na Figura 24. Para essa modalidade, o SMP foi enrijecido na forma tubular em um mandril através do resfriamento do SMP abaixo de sua temperatura de transição. A Figura 25 mostra um tubo de SMP 181 após o SMP ter sido aquecido acima de sua temperatura de transição, formado em formato dentro de um molde fêmea 182 (apenas a metade inferior do molde é mostrada) e, então, resfriado abaixo da temperatura de transição do SMP, sob pressão, para produzir a ferramenta de forma rígida no formato da cavidade do molde 182. A Figura 26 mostra uma modalidade de um processo através do qual as estopas de fibra 183 são aplicadas à ferramenta enrijecida 184.

[0108]Em várias modalidades, tais como, por exemplo, em aplicações de calçados, a parte superior compósita curada pode ser removida da ferramenta enrijecida através da remoção da montagem curada do molde levemente acima da temperatura de transição, enquanto o SMP ainda está em seu formato elastomérico ou da remoção após a montagem ter sido removida do molde através do sopro de ar quente no interior para amaciar a mesma para remoção. Em várias outras modalidades, a ferramenta enrijecida pode ser deixada integrada sobre o compósito para manter o formato do compósito intacto e para fornecer um sistema do estilo “cartucho” facilmente indexável para armazenar, carregar e transportar a parte superior do “chassi” projetada em qualquer operação de fabricação a jusante. Tais operações a jusante podem incluir, por exemplo, integração com camadas externas cosméticas e laminação da parte superior para a parte inferior se essa etapa não já tiver sido realizada no processo de moldagem inicial (e opcionalmente de etapa única).

[0109]A ferramenta com o sapato compósito laminado sobre a forma pode ser, então, colocada em um molde fêmea e o SMP pressurizado e aquecido além de sua temperatura de transição onde amacia e atua como uma bexiga de pressão elastomérica para consolidar e laminar o materiais na parte superior do sapato.

[0110]Em modalidades alternativas, o filme ou camada de superfícies pode ser ligado em um ou em ambos os lados da parte. Essas camadas podem ser filmes (PET, Nylon, ECTFE, uretano, etc.), membranas respiráveis (Teflon, uretano, etc.), panos tecidos ou não tecidos, couro ou outras camadas. A seleção da camada de superfície é baseada em requisitos de uso final, tais como impermeabilidade ou permeabilidade a gás, característica de resistência à água, resistência à abrasão, durabilidade, estética ou outros.

[0111]Em modalidades alternativas do presente sistema, a talagarça é pré- curada em uma forma plana entre forros removíveis. Esse material pode ser vendido para fabricantes para laminação subsequente. Em várias outras modalidades do presente sistema, múltiplas camadas de talagarça são estiradas sobre um molde e coladas no local através do revestimento de cada camada com adesivo. Em várias outras modalidades do presente sistema, um adesivo já existente que reveste os filamentos da talagarça é termoplástico e pode ser derretido novamente para unir as camadas. Em várias outras modalidades do presente sistema, a talagarça é pré- curada em uma forma plana que tem um filme ou camada de superfície aplicada em um ou ambos os lados. Essa camada extra, ou camadas, pode servir para inúmeros propósitos, tais como, sendo termoplástica, respirável e/ou à prova de água. Por exemplo, uma camada pode compreender uma membrana respirável à prova de água (W/B). Deve ser observado que quaisquer camadas de superfície incorporadas com a talagarça em sua forma plana não devem inibir o estiramento por orientação. De outro modo, a capacidade de molde desse produto plano pode ser reduzida.

[0112]Em várias modalidades do presente sistema, a talagarça pode conter múltiplas camadas de fita unidirecional, orientadas em 3, 4 ou mais direções, dependendo dos requisitos de estrutura da parte finalizada. Por exemplo, um sapato pode requerer uma talagarça com uma laminação que compreende orientação de 90°/45°/-45° de fibras, de tal modo que haja estiramento suficiente na direção 0° para que a talagarça seja moldada sobre o dedo e de tal modo que as trajetórias de carga principais operem abaixo dos lados do sapato. Essa talagarça de fita unidire- cional de múltiplas camadas exemplificativa pode ser construída ou fornecida em forma bruta ou nas versões descritas nas modalidades alternativas dessa invenção, tais como pré-curadas em uma forma plana entre forros removíveis ou pré-curadas em uma forma plana ou de rolo a rolo que tem um filme ou camada de superfície aplicada em um ou ambos os lados.

[0113]A Figura 8 ilustra, em vista em perspectiva, uma modalidade de um artigo em formato tridimensional 101 que compreende reforços estruturais integrados para pontos de fixação, orifícios atravessantes e tiras de reforço para capacidade de transporte de carga acentuada, de acordo com a presente revelação. Tais reforços estruturais integrados podem ser feitos a partir de camadas de fita unidirecional ou outro material compósito que são incorporadas entre ou sobre a superfície da camada de talagarças que constitui a parte e que são cocuradas formando a parte finalizada. Através da incorporação de tais reforços estruturais na parte, as etapas de ligação pós-processamento para os pontos de fixação e reforço de orifício atraves- sante são reduzidas ou eliminadas.

[0114]A Figura 9 ilustra, em seção transversal, uma modalidade de um material compósito flexível 103 que compreende dois ou mais monofilamentos, fibras ou estopas que usam fitas unidirecionais alternativas que compreendem fibras diferentes, de acordo com a presente revelação.

[0115]A Figura 10 ilustra, em seção transversal, uma outra modalidade de um material compósito flexível 103 que compreende dois ou mais monofilamentos, fibras ou estopas que usam fitas unidirecionais alternativas, de acordo com a presente revelação.

[0116]As modalidades de fita unidirecional alternativas podem ser feitas com dois ou mais monofilamentos, fibras ou estopas, através do uso de fitas unidirecio- nais alternativas feitas a partir de diferentes fibras, (pode ser a mesma classe com diferentes especificações tais como Dyneema SK78 e SK75) ou através da mistura de fibras dentro de uma única camada de fita unidirecional em um espaçamento predeterminado ou padrão entrelaçado. Em várias modalidades, os parâmetros tais como resistência, módulo, resistência à temperatura, resistência a corte, resistência a rasgamento, proteção contra impacto e absorbância de energia, podem ser projetados ou otimizados, e os custos podem ser minimizados, com o uso desse conceito. As fibras de projeto típico incluem, mas não são limitados a, UHMWPE (por exemplo, Dyneema®), aramidas (por exemplo Kevlar®), polímeros de cristal líquido (por exemplo, Vectran®), fibra de carbono de vários graus, PBO (por exemplo, Zylon®), náilon, poliéster (Rayon), PEN, Nomex e outras fibras de alta temperatura à prova de fogo, fibras de aço ou outros metais e combinações das mesmas.

[0117]Os materiais compósitos podem incluir o coração da matriz ou membranas através do uso de pigmentos ou sublimação de corante. Um adesivo ou polímero retardador de chama pode ser usado ou retardadores de chama podem ser adicionados a uma matriz ou membrana inflamável para aprimorar resistência à chama. Os Exemplos de aditivos retardadores incluem, mas não são limitados a, Resina Brominada DOW D.E.R. 593, Resina Retardadora de Chama DOW Corning 3 e resina de poliuretano com Trióxido de Antimônio (tal como EMC-85/10A da PDM Neptec Ltd.). Quaisquer outros aditivos retardadores de chama também podem ser adequados. Os aditivos retardadores de chama que podem ser usados para aprimorar a resistência à chama incluem Fyrol FR-2, Fyrol HF-4, Fyrol PNX, Fyrol 6, e Sa- FRon 7700, embora outros aditivos também possam ser adequados. As características retardadoras de chama e os recursos de autoextinção também podem ser adici-onadas às fibras através do uso de fibras retardadoras de chama tal como Nomex ou Kevlar, filamentos de fio metálico ou de cerâmica, adição direta de compostos retardadores de chama à formulação de fibra durante o processo de fabricação de fibra ou através do revestimento das fibras com uma engomadura, polímero ou adesivo quer incorpora compostos retardadores de chama mencionados acima ou outros conforme apropriado. Os materiais tecidos ou de talagarça preferenciais usados no laminado podem ser pré-tratados por um fornecedor para conferir propriedades retardadoras de chama ou materiais tecidos ou de talagarça revestidos e/ou infundidos com compostos retardadores de chama durante o processo de fabricação.

[0118]A resistência antimicrobiana/antipatógeno pode ser adicionada a ma- teriais compósitos da presente revelação através da incorporação de um ou mais dos agentes antimicrobianos adicionados ou revestidos sobre as resinas poliméricas, ou tecidos, e tratamentos antimicrobianos das fibras, monofilamentos, filamentos ou estopas usadas para um material compósito. Os materiais típicos incluem antimicro- biano OXiTitan, compostos de nanoprata, piritiona de sódio, piritiona de zinco, 2- fluoroetanol, 1-bromo-2-fluoroetano, benzimidazola, fleroxacina, sal dissódico de ácido 1,4-butanodisulfônico, N-óxido clorídrico de 2-(2-piridil)isotioureia, várias sais de amônio quarternário, 2-piridinetiol-1-óxido, piritiona de zinco composta, piritiona de cobre composta, piritiona de magnésio, bispiritiona, piritiona, α-Bromo Cinnam- Gel (agente ABC, por exemplo, da KFO France Co, Ltd.), e misturas dos mesmos. Em várias modalidades, as formas de fibra tais como fios, estopas e monofilamentos podem ser tratadas com partículas de nanoprata ou podem ter revestimentos de prata aplicados através de chapeamento elétrico ou químico, deposição a vácuo ou revestimento com um composto de prata que contém polímero, adesivo ou engomadu- ra. Outros materiais antimicrobianos/antipatógenos não mencionados na presente invenção também podem ser adequados.

[0119]Várias modalidades de um processo que compreende o estiramento de uma camada de talagarça sobre um molde e a cura da mesma nessa posição para formar um parte compósita tridimensional flexível, são adicionalmente demonstradas na seguinte revelação relacionada a componentes de calçados compósitos de alto desempenho.

[0120]A Figura 11 ilustra, em vista em perspectiva, uma modalidade de um parte superior de calçado compósita 102 de acordo com o sistema de artigo compósito tridimensional 100 da presente revelação. Em várias modalidades, a parte superior de calçado compósita 102 compreende materiais compósitos flexíveis 103.

[0121]A Figura 12A mostra um vista lateral, que ilustra diagramaticamente uma modalidade alternativa da parte superior de calçado compósita 102, de acordo com várias modalidades do sistema de artigo compósito tridimensional 100 da presente revelação.

[0122]Em várias modalidades, a parte superior de calçado compósita 102 do presente sistema compreende estruturas de sustentação de pé superiores substancialmente unitárias que utilizam arranjos projetados de materiais compósitos substancialmente flexíveis 103. Os materiais compósitos podem ser significativamente superiores a materiais convencionais em razão de resistência para peso, que é um dos requisitos mais importantes calçados de atletas ou de esportes de alto desempenho. Dessa forma, várias modalidades descritas na presente invenção são particularmente úteis na produção de tal calçado. As aplicações de uso final potenciais das modalidades descritas na situam na faixa de sapatos para trilha ultra-leves a botas para montanhismo de desempenho extremo até botas militares e industriais.

[0123]O calçado, de acordo com as várias modalidades da presente revelação, que compreende laminados de fitas unidirecionais, dá aos sapatos com projetos de alto desempenho um grau de flexibilidade de projeto para engenharia técnica de redução de características de peso, implantação projetada de flexibilidade direccio- nalmente personalizada, a capacidade de tornar o material rígido ou maleável em várias direções diferentes, implantação de trajetórias de carga, a capacidade de tornar a parte superior do sapato em uma estrutura de “monocoque” moldada em peça única, para a fabricação da parte superior a partir dos múltiplos padrões ou pré- formas dimensionadas ou cortadas bi ou tridimensionais cortados a partir de produtos amplos multidirecionais laminados e colados, e a eliminação de costura e construção de peça de trabalho e montagem do sapato. Esse projeto de laminado de peça única exemplificativo tem vantagens principais em desempenho e a capacidade de projetar controladamente o estiramento, ortopedia ou suporte do tornozelo por correia ou tira.

[0124]De acordo com várias modalidades, as vantagens de peça única in- cluem, mas não são limitadas a, o seguinte:

[0125]não é necessária a costura de trajetórias de carga maiores, que é especialmente crítico para sapatos leves;

[0126]a eliminação potencial de palmilha para fornecer estrutura contínua de um lado do sapato para o outro, a remoção da exigência de que a parte inferior precisa ter uma porção estrutural no lado inferior das cargas de transferência do sapato. Isso permite um desacoplamento do projeto e da integração da parte superior e da parte inferior, o que permite que a parte inferior seja mais otimizada para absorção de choque, transferência eficiente de potência muscular, absorção e amortecimento de choque e também permite que as partes inferiores seja feitas com menos peso;

[0127]permite o projeto sofisticado do monocoque de sapato para estiramento projetado, capacidade de respiração, transmissão de carga, integração biométrica e suporte de tornozelo para proteção contra lesão e similares;

[0128]permite a fabricação automatizada do sapato para economias de custo e mão-de-obra;

[0129]permite o projeto sofisticado da parte superior do sapato e o processo de fabricação integrado permite que o investimento seja amortizado ao longo de múltiplos anos de modelo e plataformas de sapato; e

[0130]a flexibilidade do projeto permite que um monocoque seja usado em inúmeros sapatos de diferentes estilos enquanto ainda mantém os benefícios do projeto que havia no projeto de sapato e no processo de fabricação.

[0131]Pelo menos por essas razões, o desempenho de várias modalidades de materiais compósitos 103 em aplicações de sapato é superior aos materiais convencionais tais como couro, couros sintéticos, materiais de malha e similares. Além disso, os materiais compósitos flexíveis 103 e seus processos de fabricação processos de fabricação revelados na presente invenção podem ser personalizados especificamente para determinadas restrições de projeto.

[0132]Uma vez que o “chassi” estrutural do sapato pode ser desacoplado do projeto de superfície cosmética externa do sapato, diferentes estilos de “chassi” projetados para várias aplicações podem ser combinados com o “estilo”, cosmético e projeto de superfície (por exemplo, textura e aderência de superfície, por exemplo, para chutar uma bola de futebol). Através desse método, é possível produzir sapatos que buscam e têm características de superfície que são similares, mas têm “ajuste de chassi” ou disposição estrutural muito diferente, que podem ser usados para manter um estilo ou aparência de plataforma cruzada marcada.

[0133]Com o uso de estudos de comércio, análise detalhada e experimentação física, uma faixa de partes superiores compósitas é obtida, o que fornece reduções substanciais em pesos de componente sem sacrificar a resistência. Os materiais compósitos flexíveis 103 do presente sistema podem ser configurados para acomodar eficientemente o carregamento de força antecipado enquanto fornecem níveis apropriados de conformidade mecânica consistentes com o funcionamento apropriado do componente. Adicionalmente, várias modalidades do presente sistema são compatíveis entre as aplicações; ou seja, um único projeto de parte superior pode ser adaptado para múltiplas aplicações de uso final.

[0134]Em referência à ilustração da Figura 12A, várias modalidades de partes superiores de calçado compósitas 102 do presente sistema compreendem colocações projetadas de fibras de reforço 104 localizadas ao longo de trajetórias de carga 106 críticas dentro do componente. Tais trajetórias de carga 106 podem ser identificadas com o uso de análise de computador (por exemplo, análise de elemento finito tridimensional e similares) e/ou teste físico. Outras regiões da parte superior são projetadas para fornecer conformidade enrugada, por exemplo, para acomodar a articulação biomecânica do pé do usuário. Em referência à ilustração da Figura 12B, as partes superiores de calçado compósitas 102 alternativas do presente sistema compreendem arranjos comparativamente isotrópicos de fibras de reforço 104. Em ambas as modalidades exemplificativas, as estruturas compósitas resultantes alcançam baixo peso estrutural enquanto mantêm níveis apropriados de resistência, suporte e durabilidade. Adicionalmente, várias metodologias de fabricação de acordo com a presente revelação mantêm altos níveis de capacidade de construção, conforme será descrito em maiores detalhes na presente invenção abaixo.

[0135]A Figura 13 mostra um diagrama parcialmente explodido que ilustra uma composição exemplificativa de material compósito flexível 103 consistente com a construção da parte superior de calçado compósita 102 da Figura 11. Em várias modalidades, a composição compósita 103 compreende geralmente panos com estiramento e caimento altos em que as camadas individuais foram combinadas de uma maneira que forme uma única composição unificada. Em várias modalidades, o compósito flexível compreende pelo menos uma ou mais camadas estruturais 110 de material de reforço. Várias modalidades de composições compósitas flexíveis 103 compreendem múltiplas camadas de material que consistem em, por exemplo, camadas de superfície contínuas e/ou camadas reforçadas por fibra tais como talagar- ças e/ou arranjos projetados de estopas de fibra individuais 114, conforme mostrado. As múltiplas camadas 110 são, de preferência, configuradas para compreender capacidade de manuseio de carga multidirecional. Em várias modalidades, as composições compósitas flexíveis compreendem adicionalmente uma ou mais camadas “modificadores de desempenho” não estruturais 110. Em várias modalidades, a composição compósita 103 pode compreender adicionalmente uma textura e/ou coloração 105 aplicada a ou absorvida em uma camada de superfície externa 110.

[0136]Em várias modalidades, os compósitos flexíveis podem compreender camadas 110 que têm composição de material substancialmente idêntica. Em várias outras modalidades, os compósitos flexíveis podem compreender camadas 110 que têm vários pesos de material, propriedades mecânicas (conformidade) e outras propriedades. Em várias modalidades, a parte superior de calçado compósita 102 com- preende uma ou mais camadas 110 de fibras unidirecionais não tecidas (UD) e lonas de matriz de polímero orientadas em uma ou mais direções. Em várias modalidades, uma laminação compósita pode compreender camadas 110 que consistem tanto em materiais estruturais quanto em materiais não estruturais.

[0137]Vários tipos de reforço incluem, mas não são limitados a: fitas unidire- cionais prepreg; estopas unidirecionais (prepreg ou reforços de estopa única de fibra bruta colocados ao longo de trajetórias de carga específicas); compósitos tecidos e não tecidos de estágio B; compósitos tecidos e não tecidos de estágio C; panos tecidos secos ou prepreg; uma ou mais camadas de lâmina unidirecional espalhada ou não espalhada de fibra seca ou prepreg de orientação unidirecional ou camadas cosidas, aderidas ou ligadas para formar pano de produtos amplo: uma ou mais camadas de pano de fibra prepreg ou seca feitos de estopas unidirecionais espalhadas ou não espalhadas ou espaçadas ou não espaçadas em lâmina de orientação unidire- cional ou camadas cosidas, aderidas ou ligadas para formar um pano de produto amplo; pré-formas de reforço secas ou prepreg bi ou tridimensionais; fita unidirecio- nal prepreg de matriz termoplástica, estopa uindirecional, compósitos tecidos e não tecidos ou pré-formas projetadas conforme acima com termoplástico ou termoplástico híbrido; matriz de resina termoajustada; nanofilamento, membranas estruturais de reforço de nanopartícula sem fibra; produtos de lâmina uniaxialmente orientados tais como UHMWPE com tensão ou estirado em lâmina em camada única, múltiplas camadas orientadas ligadas com o uso de um adesivo adequado e, então, incorporadas de uma maneira geralmente análoga a fitas unidirecionais; ou a dita fenda de lâmina com tensão ou orientada para formar estopas unidirecionais e seca incorporada ou com um adesivo ou revestimento adequado; e combinações dos mesmos.

[0138]Várias fibras/panos de reforço utilizáveis no presente sistema incluem, mas não são limitados a, náilon, poliéster, polietileno de peso molecular ultra-alto (UHMWPE) (por exemplo, Spectra® e Dyneema®), para e meta-aramidas (por exemplo, Kevlar®, Nomex®, Technora®, Twaron®), polímero de cristal líquido (LCP) (por exemplo, Vectran®), poli-imida, outros polímeros sintéticos (por exemplo, poli- benzoxazola (PBO), polibenzimidazola (PBI), poli-imida benzobistiazola (PIBT), po- li(p-fenileno benzobistiazola) (PBZT), ácido polilático (PLA), poli(p-fenileno tereftala- mida) (PPTA), dentre outros), fibra de metal, fibra de vidro, fibra de carbono ou combinações dos mesmos.

[0139]Mediante a leitura deste relatório descritivo, aqueles elementos de conhecimento comum na técnica observarão que, sob circunstâncias apropriadas, considerando tais questões de preferência de projeto, preferencias de usuário, custo, requisitos estruturais, materiais disponíveis, avanços tecnológicos e similares, outros arranjos de reforço agora conhecidos ou posteriormente desenvolvidos da presente invenção, tais como, por exemplo, uso de membros, elementos de inserção de transferência de carga rígidos ou semirrígidos, aplicação de novos new revestimentos e similares, também podem satisfazer.

[0140]Conforme os componentes exemplificativos são projetados para aplicações específicas, a sequência de empilhamento de camadas de material constituinte 110 pode variar entre as modalidades. Ou seja, a configuração de laminação particular de um compósito laminado, em relação aos ângulos de laminação, o número de lâmina em cada ângulo e a sequência exata da lâmina, podem variar conforme desejado para uma aplicação particular. Por exemplo, conforme discutido na presente invenção acima, três camadas com orientações relativas de 0°/90°/45° de camadas de material consiste apenas em uma modalidade útil dentre um número infinito de orientações possíveis. As camadas de material não estruturais 110 podem ser utilizadas quando uma propriedade física visual ou não estrutural particular é requerida (tal como, por exemplo, textura de superfície, resistência ao desgaste, proteção contra UV, resistência à abrasão, cor, refletividade e similares). Como um exemplo preferencial, uma camada interna “macia” 110 é muitas vezes incorporada no interior da parte superior de calçado compósita 102 como um forro adjacente ao pé do usuário.

[0141]Os exemplos de materiais não estruturais incluem, mas não são limitados a: panos não tecidos (feltro aleatório de fibra curta não estrutural); panos tecidos; vários materiais de forro “macio” incluindo, por exemplo, material não tecido (feltro aleatório de fibra curta não estrutural), panos de tricô e ligados por fiação (prepreg); membranas não estruturais (à prova de água/respiráveis, isoladores intersticial e similares); revestimentos não estruturais; apliques de projeto; e vários materiais elastoméricos usados para absorção de choque, amortecimento ou para vários outros propósitos.

[0142]As camadas não estruturais 110 podem ser dispostas em qualquer posição de camada selecionada de um compósito, conforme requerido, por exemplo, pelos critérios de projeto e desempenho. Em várias aplicações, as camadas não estruturais podem ser omitidas inteiramente.

[0143]Para calçado em geral, pode ser desejável ter flexão controlada embutida em um sapato, de tal modo que algumas partes do sapato sejam macias e maleáveis. Tal flexão pode permitir liberdade e faixa de movimento ideais em uma junta articulada tal como a área do tornozelo. Em várias outras aplicações, a flexão e a conformidade podem acentuar, controlar ou, no caso de proteção contra lesão, restringir ou limitar o faixa de movimento em uma ou mais direções, simultânea ou separadamente, para executar um propósito ou função pretendida relacionada à aplicação de esporte ou calçado particular.

[0144]Um exemplo é um sapato de basquete ultra-leve projetado para exibir estrutura projetada para transferência de carga ideal e resposta a movimentos do tipo corte, corrida e salto combinados com conformidade projetada por toda a faixa de movimento do tornozelo normalmente usada pelo atleta, mas com suporte de tornozelo embutido que não limita a mobilidade ou restringe o movimento na faixa de movimento normal, mas, de preferência, atua para suportar o tornozelo e limitar o movimento ou as faixas de movimento em que a lesão ocorre por tal rotação ou rolagem excessiva acima ou abaixo devido à preensão ou torção do pé.

[0145]O desempenho físico do atleta pode ser acentuado devido ao peso ultra-leve do sapato e à liberdade de movimento na faixa de movimento normal combinados para reduzir a fadiga. A conformidade e as trajetórias de carga projetadas podem fornecer conversão mais eficiente de resposta muscular ao desempenho atlético enquanto fornecem absorção de choque e impacto, suporte de junta de tornozelo e restrição controlada de movimento em faixas indesejáveis de movimento tais como rotação e a torção junto com a limitação da faixa de movimento em direções normais para impedir lesão causando a hiperextensão da junta em modos de direção de produção de lesão.

[0146]Os sistemas baseados em fitas unidirecionais orientadas multidirecio- nais podem exibir propriedades de material anisotrópicas que facilitam o projeto de tais sistemas de conformidade projetada enquanto realizam simultaneamente os benefícios do uso de fibras com projeto de módulo alto e resistência muito alta que, de outro modo, produziriam uma parte superior que é muito rígida ou pesada para uso prático. As fitas unidirecionais podem ter monofilamentos unidirecionais todos orientados substancialmente em uma direção. Na direção ao longo dos monofilamentos de fibra, a fita unidirecional pode ser muito forte e exibir estiramento mínimo devido ao Módulo de Young alto dos monofilamentos. Na direção perpendicular aos monofi- lamentos, pode não haver reforço de modo que o estiramento naquela direção seja controlado pelas propriedades da matriz elastomérica. Em geral, as propriedades podem ser muito complacentes ou “estiráveis” e capazes de serem submetidas a grandes deformações e recuperação a partir dessas deformações repetidamente sem dano ou degradação para a matriz.

[0147]Através do uso de duas ou mais fitas unidirecionais que compreendem uma matriz elastomérica, com o reforço unidirecional orientado nas direções em que a resistência e o baixo estiramento são desejados e deixando as direções em que a conformidade é desejada sem reforço, o laminado resultante pode ser feito seletivamente rígido com baixo estiramento ao longo do eixo geométrico da fibra de cada fita unidirecional ainda complacente em direções em que não há fibras de reforço direcional.

[0148]Essa conformidade seletiva pode ser acentuada através da adição opcional de um intercamada fina de elastômero entre cada camada de fita unidirecional para permitir que as fitas unidirecionais girem ou se articulem dentro da camada elastomérica interlaminar complacente, que permite mais controle da conformidade fora de direção, facilita deformações maiores e fornece a capacidade de ajustar a resposta de laminado através do uso de vários graus de elastômero com diferentes tipos de resposta viscoelástica.

[0149]As intercamadas complacentes podem ter uma única ou uma combinação das seguintes propriedades: (1) alta energia restaurativa para conferir propriedades do tipo mola ao laminado deformado para permitir que o laminado armazene e restaure a energia elástica; (2) alta perda e absorbância de energia para absorver e difundir choques e impactos; (3) amortecimento viscoelástico para controlar a resposta transiente em dinâmica transiente; e/ou (4) sensibilidade de taxa de tal modo que as propriedades de matriz enrijeçam ou se tornem mais complacentes em resposta às cargas e aos choques transientes rapidamente aplicados.

[0150]As propriedades do compósito podem ser previstas e projetadas com o uso de adaptações de materiais compósitos unidirecionais aeroespaciais adequadamente modificados para a incorporação de propriedades de material de matriz de propriedade não linear e complacente e deformações de material e geométricas não lineares e grandes.

[0151]Devido à não linearidade no sistema, as propriedades dominadas por fibra em eixo geométrico e especialmente as propriedades dominadas pela matriz de direção dominada por matriz transversa e as direções de cisalhamento dominadas por matriz devem ser determinadas semiempiricamente através da constituição de laminados de amostra e do teste para obter as relações de estresse não lineares para a direção dominada por matriz transversa e a direção de cisalhamento.

[0152]Essas propriedades podem ser usadas como parâmetros de entrada para o procedimento de análise listado abaixo. Embora esse procedimento seja personalizado para laminados rígidos se a não linearidade for considerada e as deformações estiverem dentro de parâmetros aceitáveis, a resistência e o estiramento versus carga em qualquer direção arbitrária podem ser proximamente aproximadas.

[0153]As equações constitutivas úteis de uma camada reforçada por fibra unidirecional e outras informações matemáticas e físicas úteis em processos de projeto de acordo com várias modalidades da presente revelação, podem ser encontradas em vários livros técnicos relacionados ao assunto de compósitos laminados. Um livro sobre o tópico de Análise de Elemento Finita é “The Finite Element Method” de Thomas J. R. Hughes, e um livro sobre as propriedades e a análise de materiais compósitos em “Introduction to Composite Materials”, S. W. Tsai e T. H. Hahn.

[0154]Conforme observado acima, as propriedades físicas de várias modalidades de materiais compósitos flexíveis 103 são geralmente isotópicas (com substancialmente as mesmas propriedades físicas independente da direção). Alternativamente, para fornecer controle projetado específico de cargas de força (e outros fatores de desempenho), as propriedades físicas das composições de compósito podem ser anisotrópicas, com propriedades mecânicas não uniformes e/ou outras propriedades físicas projetadas para otimizar estruturalmente o desempenho da parte superior de calçado compósita para uma aplicação específica.

[0155]Os materiais compósitos flexíveis 103 mencionados acima podem incluir tanto composições respiráveis quanto não respiráveis, ou composições não po- rosas, porosas ou permeáveis a ar ou formas de produto de material, conforme requerido pela aplicação. Adicionalmente, vários materiais compósitos flexíveis 103 podem ser claros, opacos, coloridos, impressos ou podem, de preferência, compreender qualquer combinação dos arranjos visuais supracitados. Múltiplas camadas coloridas e cortes podem ser usadas para produzir padrões coloridos.

[0156]Em várias modalidades, tanto os materiais de reforço quanto os materiais sem reforço que formam a laminação compósita podem ser encapsulados dentro de uma matriz de polímero 105. Em várias modalidades, as laminações compósitas são consolidadas, formadas e curadas ou fundidas/ligadas no caso de sistemas termoplásticos ou sem reticulação, por exemplo, utilizando combinações de calor e pressão.

[0157]A Figura 14 mostra um diagrama que ilustra de forma geral métodos de produção de partes superiores de calçado compósitas projetadas modulares 102 utilizáveis em múltiplas aplicações de sapato. A parte superior é produzida em um processo multietapa que compreende etapas de projeto e fabricação. A fase de projeto 202 e a fase de fabricação 204 podem ser auxiliadas por computador. A fase de fabricação 204 pode implantar pelo menos um processo de fabricação automatizado.

[0158]Em várias modalidades, pelo menos um projeto auxiliado por computador é produzido para cada configuração exclusiva de parte superior de calçado compósita 102. Durante a fase de projeto 202, os critérios de desempenho são utilizados para chegar em um projeto de compósito. Em alguns casos, um modelo de computador é gerado e analisado para compreender o desempenho da parte superior sob várias cargas e condições limítrofes. Tal modelo de computador, que utiliza perfeitamente análise de elemento finito, auxiliar na otimização do novo projeto através da previsão, através de simulação por computador, do comportamento de estruturas sob várias condições de campo. Uma vez que o projeto de computador é otimizado, um ou mais protótipos podem ser gerados para teste físico. A parte superior de calçado compósita 102 é concomitante ou subsequentemente analisada em relação à capacidade de fabricação, incluindo análise de custo de produção, disponibilidade de material, análise de estabilidade de armazenamento e similares. A capacidade de formação, conformação e utilização como vestimenta se parte superior estiver em uma configuração plana e as etapas de formação em 3D adicionais são antevistas. Se os métodos de construção de forma industrial de sapato convencionais foram antevistos, o projeto e a análise também podem ser usados para fornecer capacidade de formação acentuada adequada para os métodos de fabricação industriais atuais e o ferramental e os equipamentos de produção existentes. Se o desempenho do protótipo for consistente com os critérios de desempenho e fabricação, o projeto de componente superior se move para a fase de fabricação 204. Os pacotes de análise comercialmente disponíveis adequados para tais análise e projeto inclu-em, mas não são limitados a, NASTRAN, Abaqus, ANSYS e PATRAN.

[0159]Uma ou ambas dentre a fase de projeto 202 e a fase de fabricação 204 podem incluir o desenvolvimento de dados de projeto auxiliados por computador utilizável na fabricação automatizada da parte superior de material compósito preferencial. Uma sequência de fabricação exemplificativa é descrita em uma seção subsequente da presente revelação.

[0160]Uma vez fabricada, as partes superiores de calçado compósitas 102 estão em condição de serem integradas dentro de um ou mais produtos de uso final 250, conforme mostrado. Em várias modalidades, os componentes de parte superior finalizados podem ser armazenados para uso futuro ou imediatamente avançados para uma etapa de fabricação subsequente ou avançados diretamente para integração dentro de um produto finalizado. O uso de um único projeto de parte superior permite o tempo e o custo associados ao projeto/análise inicial da parte superior sejam compartilhados entre múltiplos produtos finais.

[0161]Mediante a leitura deste relatório descritivo, aqueles elementos de co- nhecimento comum na técnica observarão que a integração da parte superior Em um produto finalizado envolve etapas de fabricação adicionais, conforme geralmente descrito em uma seção posterior da presente revelação. É adicionalmente observado que, dependendo da natureza da aplicação de uso final, a integração subsequente da parte superior em um produto finalizado também pode envolver uma ou mais etapas de projeto adicionais.

[0162]A Figura 15 mostra um diagrama que ilustra de forma geral uma modalidade de um método de produção da parte superior de calçado compósita da Figura 11. A Figura 15 ilustra uma fase de projeto 202 seguida por uma fase de fabricação 204. A fase de fabricação 204 compreende a execução de uma laminação de material compósito 206 que utiliza pelo menos um molde ou ferramenta de formação similar 208, conforme mostrado. A fase de fabricação 204 compreende adicionalmente pelo menos uma etapa de cura 210, conforme mostrado. A etapa de cura 210 pode utilizar calor e pressão para endurecer a matriz de polímero através da reticu- lação de cadeias de polímero. Em várias químicas de polímero, a cura pode ser realizada por aditivos químicos, radiação ultravioleta, feixe de elétron e outros processos. Alternativamente, os materiais de matriz termoplástica podem ser formados por calor e as múltiplas camadas fundidas ou ligas por calor, ultrassonicamente ou soldadas a laser. Os sistemas adesivos de poliuretano reativo de fusões a quente termoplásticos podem ser ligados com o uso de técnicas de soldagem por solvente, adesivos de contato ou adesivos de reticulação ou não reticulação ou outros métodos adequados. Se o adesivo de reticulação for usado, os métodos de cura para re- ticulação mencionados acima podem ser usados.

[0163]Em geral, as técnicas de cura incluem, mas não são limitados a, cura por pressão e temperatura; pressão e radiação; e pressão e radiação com calor ou combinações das mesmas.

[0164]Em geral, os métodos de aquecimento incluem, mas não são limitados a, coifa aquecida; radiofrequência; feixe de elétron; aquecimento por indução; e, um forno, ou combinações dos mesmos.

[0165]A Figura 16 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um exemplo de conjunto de etapas de fabricação iniciais empregadas na produção da parte superior de calçado compósita 102 da Figura 11. Nessa sequência, os materiais compósitos flexíveis 103 selecionados são fornecidos na forma de lâminas planas 212. As lâminas planas 212 podem compreender qualquer um dos materiais precursores estruturais e não estruturais anteriormente descritos. As lâminas planas 212 podem consistir em composições de fibra bruta ou podem compreender compósitos precursores prepreg de estágio B (ou estágio C).

[0166]Em uma ou mais etapas subsequentes, as fibras de reforço 104 adicionais podem ser adicionadas à lâmina, por exemplo, com o uso de um ou mais processos de laminação de fibra automatizados 214. As colocações de fibra adicionais podem ser projetadas para antecipar as trajetórias de carga, requisitos de conformidade e similares. O uso de colocações de fibra “em raios” impede a entortadura dentro do pano compósito e, em algumas aplicações, fornece trajetórias de carga projetadas como estáveis. Em várias aplicações, as estopas de fibra única ou as fitas multifibra estreitas podem ser ensanduichadas entre as camadas de material 110 para acentuar a transferência de carga. Alternativamente, os reforços adicionais podem ser manualmente aplicados. As etapas opcionais incluem a aplicação de materiais adicionais à lâmina. Tais materiais adicionais podem compreender elementos de fibra estruturais ou não estruturais, elementos de inserção pré-formados, almofadas, apliques gráficos, impressão, etc.

[0167]A seguir, a lâmina é avançada para uma etapa de corte que utiliza pelo menos um processo de corte automatizado 216. Nessa etapa, uma seção da lâmina, que formará eventualmente o componente de parte superior, é cortada da lâmina, tal como através do uso de pelo menos um padrão gerado por computador desenvolvido durante o processo do projeto. Alternativamente, o corte pode ser manualmente executado. Alternativamente, o corte pode ser executado em qualquer ponto anterior na sequência.

[0168]Vários métodos de corte automatizados incluem, mas não são limitados a: faca giratória (isto é, mecânica); ultrassônico; laser; corte por matriz; jato de água; e combinações dos mesmos.

[0169]Em algumas aplicações, é preferencial que as marcações de nivelamento seja aplicadas durante as etapas de corte para facilitar os processos de fabricação subsequentes, conforme mostrado. É adicionalmente observado que as etapas de fabricação descritas acima podem ser alternativamente executadas em combinação com uma ferramenta pré-formada, tal como uma forma macho ou molde fêmea.

[0170]A Figura 17 mostra uma vista plana que ilustra diagramaticamente um componente de compósito plano 218 com capacidade de formar a parte superior de calçado compósita 112, de acordo com uma modalidade da presente revelação. É observado que os padrões de parte superior podem compreender recursos adicionais não revelados na ilustração diagramática da Figura 17.

[0171]A Figura 18 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um conjunto de etapas de fabricação subsequentes empregadas na produção de parte superior de calçado compósita 102 da Figura 11. Uma ferramenta de formação tridimensional apropriada 208, identificada na presente invenção como a forma 220 é fornecida. No procedimento de forma 222, o componente de compósito plano 218 é dimensionado na conformação externa da forma 220, tal como através do uso de um ou mais processos de forma automatizados. Alternativamente, os materiais compósitos flexíveis podem ser aplicados à forma 220 manualmente.

[0172]Em várias modalidades, os materiais constituintes podem ser mantidos na forma com o uso de adesão auxiliada por vácuo. Alternativamente, os adesi- vos temporários podem ser usados para posicionar temporariamente e manter o material adjacente à ferramenta de formação. Por exemplo, a forma 220 pode ser revestida com um material removível seguido por um ou mais materiais de engomadu- ra adesivos para manter o material adjacente à forma (tais materiais são compostos para sair ou serem removidos por lavagem do material compósito).

[0173]Na conclusão do procedimento de forma 222, a laminação compósita flexível de dimensão tridimensional é movida para a etapa de cura 210, conforme mostrado. Em vários procedimentos, a etapa de cura 210 é executada com a parte superior posicionada sobre a forma 220. Em uma modalidade alternativa, a forma 220 é removida antes da cura.

[0174]Em uma etapa alternativa do procedimento de forma 222, as fibras de reforço 104 adicionais são aplicadas a materiais compósitos flexíveis 103 durante o procedimento de forma 222 (e antes da cura). Em uma etapa alternativa do procedimento de forma 222, polímeros adesivos adicionais 224 são aplicados a materiais compósitos flexíveis 103. Em tal etapa alternativa, o componente de parte superior não curado pode compreender combinações de fibras pregreg e brutas que necessitam da aplicação de polímeros adesivos adicionais 224, auxiliando dessa forma na consolidação subsequente dos materiais constituintes em um componente de compósito unificado. Várias resinas-adesivos poliméricas incluem termoajustáveis e/ou termoplásticos.

[0175]Os adesivos podem ser aplicados às fibras que utilizam uma ou mais das seguintes técnicas de aplicação não limitantes: aspersão; imersão; filmes térmicos; filmes termoplásticos; injeções de resina; e revestimento de pó seco; e combinações dos mesmos.

[0176]Em várias outras modalidades do procedimento de forma 222, todos os materiais constituintes (fibras, membranas, etc.) são aplicados à ferramenta de forma (ou alternativamente, ao molde fêmea) em um processo de colocação de fibra automatizado. Nesse processo de forma alternativo, as fibras de estopa única e/ou panos de lâmina são aplicadas à forma ou ferramenta de molde, omitindo dessa forma as etapas de fabricação de material plano reveladas na Figura 16.

[0177]Mediante a leitura deste relatório descritivo, aqueles elementos de conhecimento comum na técnica observarão agora que, sob circunstâncias apropriadas, considerando tais questões de preferência de projeto, preferências de fabricação, custo, requisitos estruturais, materiais disponíveis, avanços tecnológicos, etc., outros arranjos de laminação e forma tais como, por exemplo, integração de emn- plastros pré-formados adicionais, espaçadores, impulsionadores de dedo, elementos de inserção elastoméricos, camadas externas de superfície de couro ou pano, e recursos similares com a laminação antes da cura do componente de parte superior, etc., podem ser suficientes.

[0178]Dessa forma, conforme descrito acima, a laminação da parte superior compósita é realizada por uma ou mais da seguinte lista não limitante de técnicas: laminação automatiza; laminação manual em combinação com laminação automatizada; laminação completamente manual para trabalho predefinido ou de baixo volume; laminação plana (conforme geralmente revelado e descrito na Figura 16); lami- nação de pré-forma parcial; laminação em forma macho (colocação de estopa única e/ou pano com caimento); laminação dentro de uma ferramenta fêmea (colocação de fibra com estopa única e/ou pano com caimento); e laminações em ferramenta automatizadas (através do que toda a colocação de fibra ocorre na forma ou na ferramenta de molde); e, combinações dos mesmos.

[0179]A Figura 19 mostra um diagrama esquemático que ilustra de forma geral uma primeira consolidação e uma metodologia de cura empregável na produção da parte superior de calçado compósita da Figura 11. Nesse exemplo, uma ferramenta fêmea rígida 252 é usada para implantar um processo de cura por molde fêmea. Nessa técnica de fabricação, a pressão interna (isto é, para fora) é usada para consolidação.

[0180]Nos processos de cura por molde fêmea exemplificativos, a laminação compósita é localizada dentro da cavidade da ferramenta fêmea 252, entre as superfícies internas do molde fêmea e um mandril do tipo hidroforma, diafragma inflável ou bexiga elastomérica similar. Um fluido pressurizado é de preferência usado para inflar a ferramenta elastomérica e pressionar a laminação compósita contra as superfícies interiores da ferramenta fêmea 252. Na maioria dos casos, o fluido e/ou a ferramenta é aquecido para facilitar a cura da matriz de polímero adesivo. Uma vez que o ciclo de cura é concluído, a ferramenta elastomérica inflável é desinflada e o curada ou o componente de parte superior de estágio B é removido da ferramenta fêmea 252. É observado que essa técnica exemplificativa, conforme diagramaticamente revelado na Figura 19 (e, em outras modalidades, tal conforme ilustrado nas Figuras 7a a c), é bem adequada para produção de partes superiores compósitas que requerem detalhes externos ou aparência externa finalizada.

[0181]Alternativamente, uma forma inflável 220 é usada em combinação com uma ferramenta fêmea 252. Nesse caso, a forma é suficientemente rígida para permitir a laminação durante o procedimento de forma 222 (por exemplo, vide Figura 18), enquanto mantém de preferência a capacidade de se deformar suficientemente para ser removível do componente de parte superior finalizado.

[0182]A Figura 20 mostra um diagrama esquemático que ilustra de forma geral uma segunda consolidação e uma metodologia de cura empregável na produção da parte superior de calçado compósita da Figura 11. A Figura 20 revela geralmente um processo de molde macho que utiliza, por exemplo, a forma macho substancialmente rígida 220. Nessa técnica de fabricação exemplificativa, a pressão externa é usada para consolidação dos materiais compósitos. Essa técnica é útil para fornecer superfícies internas lisas dentro do componente de parte superior.

[0183]Tais processos de ferramenta macho podem incluir a implantação de bolsas de vácuo, bexigas externas elastoméricas, caixas de molde (com o uso de pressão ou expansão térmica para pressão de consolidação) e similares. O sistema pode ser compatível com a cura dentro de um vácuo e/ou autoclave atmosférico. Várias modalidades da forma macho rígida 220 compreendem um arranjo de portas de vácuo para fornecer laminação auxiliada por vácuo (por exemplo, para conter os materiais constituintes na forma durante os procedimentos de laminação e forma). Essa técnica também é adaptável para utilização de técnicas de formação super- plásticas e outras técnicas de formação de vácuo ou pressão similares para formar lâminas planas de laminados unidirecionais em produtos amplos de matriz termoplástica não curada em estágio B ou estágio C ou pré-formas planas projetadas ou formáveis por calor em um formato tridimensional para uso direto em um sapato ou como uma pré-forma formada tridimensional para aplicação sobre a ferramenta de formação de sapato, forma ou mandril.

[0184]Uma modalidade de um sistema do tipo de formação superplástica é mostrada na Figura 27. Na Figura 27, uma parte superior 185 compreende lâminas planas plasticamente formadas de produtos amplos multidirecionais com uma matriz termoplástica cortada em painéis padronizados, formados em formatos 3D e laminados juntos, tal como em uma operação de etapa única. As Figuras 28 e 29 demonstram modalidades de uma laminação camada por camada de camadas de fita unidi- recional e outros elementos estruturais sobre uma ferramenta de forma macho, incluindo a incorporação de elementos de tira enlaçada integrados que integram as cargas de laçada na carcaça da parte superior. Esse elemento de tira para a laçada fornece um laço forte que introduz a distribuição de carga do laço uniformemente e confiavelmente na parte superior leve e fina, e permite o projeto ideal de trajetórias de carga dentro do sapato para canalizar e direcionar cargas para otimizar a transmissão de carga de usuário para propósito pretendido individual de aplicação e projeto de sapato individuais.

[0185]Em várias modalidades, tal conforme mostrado nas Figuras 28 e 29, a parte superior é contínua em torno do fundo da parte superior, e as trajetórias de carga de ambos os lados do sapato são integradas na carcaça da parte superior. Essa capacidade de continuidade de trajetória de carga é exclusiva e permite potencialmente o desacoplamento estrutural da parte superior da parte inferior, eliminando a necessidade para que a parte inferior carregue cargas estruturais primárias. Essa capacidade de continuidade de trajetória de carga permite potencialmente a otimização de absorção de choque e distribuição de carga enquanto permite a otimização de projeto de trajetória de carga mais eficaz e o gerenciamento de carga na parte superior. Isso também permite que as camadas viscoelásticas sejam incorporadas entre as conexões estruturais de alta resistência e baixo estiramento, e permite que a estrutura de sapato da parte superior gerencie choque, amorteça impacto mediante a corrida ou outras atividades, e para enrijecer potencialmente a estrutura do sapato sob eventos de impacto transientes agudos como o chute de uma bola através do que existem breves eventos de impacto de bola/sapato transientes. A capacidade de enrijecer o sapato sob impactos de chute aprimora potencialmente o desempenho de chute do chutador enquanto ainda permite que o sapato seja idealmente complacente para direções de corte e corrida e enquanto mantém o conforto. Esse breve enrijecimento da estrutura de sapato durante as cargas de impacto de chute transientes acentua e otimiza potencialmente a transmissão de carga do pé do chu- tador para a bola para transformar mais do esforço do músculo de chutador em conferir mais impulso e transmitir mais potência para a bola quando chutada para permitir que o chutador chute a bola mais rápido e mais longe. O enrijecimento do sapato também o torna mais estável de modo que a precisão de chute seja potencialmente aprimorada sobre um sapato que precisa vestir mais solto para manter a conformidade e os níveis de conforto necessários.

[0186]Nos procedimentos de cura de ferramenta macho da Figura 20 ou nos procedimentos de cura de ferramenta fêmea da Figura 9, as modalidades de ferramenta de molde podem utilizar caixas de molde elastoméricas/moldes divididos que compreendem superfícies de molde externo e/ou externo elastoméricas. Em cada procedimento, as ferramentas de molde podem adicionalmente utilizar comoldagem por injeção para produzir recursos de componente internos e/ou externos, conforme diagramaticamente indicado na Figura 21.

[0187]A comoldagem por injeção pode ser usada para infundir ou injetar resina em fibra seca ou materiais ou pré-formas parcialmente impregnadas ou alternativamente para criar um híbrido e termoplático ou termoajustável injetável para formar um sistema de adesivo ou resina híbrido com liga.

[0188]A injeção de resina também pode ser usada para reproduzir características de componente externo de transferência e/ou interna, texturas ou acabamentos de superfície construídos nas superfícies de molde internas e externas, tais como padrões gofrados, formatos e para incorporar na superfície das ferramentas ou camadas de superfície, conforme diagramaticamente indicado na Figura 21.

[0189]As superfícies de molde internas e externas também podem incorporar padrões moldados, gravados ou usinados, texturas, impressões negativas ou positivas, ou bolsos para fornecer padrões, formatos, características geométricas, texturas de pano ou couro simulado gofrado, sulcos, perfurações, gráficos, costura simulada ou costuras, gráficos, logos, acabamentos de superfície brilhosos ou foscos. A superfície pode ser formada com o uso de vários métodos tal como aspersão, resina de superfície imersa ou escovada, diretamente aplicada à superfície de molde padronizada, um filme de superfície complacente ou formado por calor ou vácuo na superfície da ferramenta, ou o padrão de molde pode ser transferido diretamente da superfície do molde e acabamento de superfície impressionável aplicado à parte superior especificamente projetado para aceitar e transferir os padrões no molde.

[0190]Os elementos de inserto tais como suportes de calcanhar, enrijecedo- res e palmilhas podem ser diretamente moldados durante o processo de operação única com o uso de termoplásticos pré-formados, fibra de carbono de matriz termoplástica ou detalhes pré-fabricados ou pré-formados reforçados por fibra de vidro ou podem ser cocurados na parte superior com o uso de uma matriz termoajustada compatível.

[0191]Os recursos tais como impulsionadores de dedo, suportes de calcanhar, apliques, artigos ou blocos para chutar bolas ou protetores de abrasão, podem ser colocados em bolsos ou impressão que formam o negativo do componente para localizar e ligar o componente à parte superior durante a etapa de moldagem da parte superior como um processo de operação única ou processo secundário. Os recursos, tais como impulsionadores de dedo, podem ser elastômeros completa ou parcialmente curados ou termoplásticos moldados. A ligação pode ser através de métodos discutidos na presente invenção ou através da cocura no caso do elastômero parcialmente curado. A matriz adesiva da parte superior ou o revestimento de superfície pode alternativamente ser usada para ligar os componentes do detalhe se apropriado.

[0192]Esses detalhes de superfície também podem ser ligados após a etapa de moldagem com o uso de técnicas similares usadas para produção de sapato atual.

[0193]A Figura 21 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um método de aplicação de conjunto de componentes de finalização à parte superior de calçado compósita 102 da Figura 11. A Figura 21 revela geralmente o que pode ser descrito como moldagem inclusiva de “operação única”. Nesse procedimento, os recursos externos (por exemplo, componentes de sola 254, suportes moldados, etc.) são aplicados dentro de uma ferramenta de molda fechado durante a etapa de cura 210. Tal moldagem inclusiva de “operação única” pode utilizar processos de moldagem por injeção modificados, conforme mostrado. Em um arranjo exemplificativo do sistema, a ferramenta fêmea 252 é modificada para compreender um ou mais componentes moldagem de injeção de polímero 256, conforme mostrado. Em várias modalidades, um ou mais polímeros elastoméricos são injetados dentro da ferramenta de molde para formar, por exemplo, um componente de sola resiliente. O processo de cura forma uma conexão permanente entre a parte superior de calçado compósita 102 e o componente injetado. O tempo de injeção e as químicas de polímero podem ser escolhidos para maximizar a compatibilidade com o ciclo de cura dos materiais compósitos que formam o componente de parte superior. Vários materiais elas- toméricos são selecionados com base em desempenho mecânico requerido, processo de moldagem, custo e similares. Vários materiais injetados incluem, mas não são limitados a, acetato de etileno vinila (EVA), poliuretanos espumados, cloretos de po- livinila flexíveis, materiais viscoelastoméricos e similares.

[0194]A Figura 22 mostra um diagrama que ilustra de forma geral uma modalidade de um método de aplicação de conjunto de componentes de finalização à parte superior de calçado compósita da Figura 11. Nesse método exemplificativo, um ou mais materiais elastoméricos 251 são introduzidos em um molda multiparte aberto que contém parte superior de calçado compósita 102 pré-curada ou não curada. As partes de molde do molde multiparte são, então, montadas para formar uma cavidade de impressão negativa substancialmente envolvida que tem um formato interno que corresponde aos recursos do componente de sola. O processo exemplificado pode formar uma conexão permanente entre a parte superior de calçado compósita 102 e o componente moldado.

[0195]A Figura 23 mostra um diagrama que ilustra de forma geral um método alternativo de aplicação de conjunto de componentes de finalização à parte superior de calçado compósita da Figura 11. Nesse método alternativo, uma sola pré- formada é ligada ou, de outro modo, permanentemente fixada à parte superior de calçado compósita curada 102.

[0196]Várias partes de peça única tridimensionais de acordo com a presente revelação são relativamente baratas por causa do baixo custo específico por unidade de desempenho dos usos de fibras de alto desempenho, conversão barata de baixo custo, estopa de alto denier prontamente disponíveis para fitas unidirecionais leves e finas e a capacidade potencial de automatizar a fabricação e a produção da parte superior, o uso de um “Sistema de Molde de Operação Única” para produzir a parte superior finalizada. O custo também pode ser reduzido se a parte superior for ligada à parte inferior como um processo de operação única. A melhor fidelidade ao formato (principalmente devido à tolerância de precisão da moldagem 3D) permite a produção a jusante eficiente e a automação do resto das etapas de fabricação e compreende melhor integridade de pressão, compreende melhor integração de detalhes estruturais (amarra, pontos de fixação, etc.), não compreende costuras para falha ou ocasionar vazamento e compreende tensão uniforme, dentre outras vantagens.

[0197]Será evidente para aqueles elementos versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente revelação sem que se afaste do espírito ou escopo da revelação. Dessa forma, pretende-se que a presente revelação abranja as modificações e variações fornecidas desta revelação que se enquadram no escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[0198]Do mesmo modo, diversas características e vantagens foram apresentadas na descrição precedente, incluindo várias alternativas junto com os detalhes da estrutura e a função dos dispositivos e/ou métodos. A revelação se destina apenas à ilustração e, como tal, não pretende ser abrangente. Será evidente para aqueles elementos versados na técnica que várias modificações podem ser feitas, especialmente em matéria de estrutura, materiais, elementos, componentes, formato, tamanho e arranjo de partes incluindo combinações dentro dos princípios da revelação, a todo o conteúdo indicado pelo amplo significado geral dos termos nos quais as reivindicações anexas são expressas. Ao ponto em que essas várias modifica-ções não se afastam do espírito e do escopo das reivindicações anexas, as mesmasse destinam a ser abrangidas nos mesmos.

Claims

1. Método de produção de partes compósitas flexíveis em formato tridimensional, em que o dito método é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: a. fornecer pelo menos um molde macho e pelo menos um molde fêmea que têm configurações compatíveis; b. aplicar uma primeira laminação compósita através da aplicação de pelo menos um talagarça reforçada por fibra, em que dita talagarça reforçada por fibra compreende duas ou mais camadas de fibras unidirecionais colocadas em diferentes configurações; c. transferir a primeira laminação compósita do molde macho para conformidade com o molde fêmea; d. colocar pelo menos um forro removível dentro do molde fê- mea sobre a dita primeira laminação compósita em forma; e. aplicar uma segunda laminação compósita de pelo menos uma talagarça reforçada por fibra, em que a dita talagarça reforçada por fibra compreende duas ou mais camadas de fibras unidirecionais colocadas em diferentes configurações; f. transferir a dita segunda laminação compósita do molde macho para o molde fêmea sobre a dita primeira laminação compósita; g. dobrar perifericamente a primeira laminação compósita de modo a sobrepor a periferia da segunda laminação compósita transferida; e h. curar a primeira e a segunda laminação para formar uma parte em formato tridimensional.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e/ou a segunda laminação compósita compreenderem pelo menos duas talagarças reforçadas por fibra.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que um intercalar compatível está presente entre pelo menos duas talagarças reforçadas por fibra na primeira e/ou na segunda laminação compósita.

4. Método, de acordo com as reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira e/ou a segunda laminação compósita compreenderem ainda uma camada de superfície.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de adicionar uma camada de uma membrana respirável à prova d'água (W/B).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de formar pelo menos uma abertura na parte em formato tridimensional.

7. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de remover tal forro removível opcional através de pelo menos uma abertura.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de adicionar pelo menos uma unidade e/ou fibras de reforço ao longo das trajetórias de carga.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de integração de reforços estruturais para pontos de fixação, orifícios atravessantes e tiras de reforço para aumentar a capacidade de transporte de carga.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de integração da parte tridimensional da etapa h em calçados/sapatos.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de integração da parte tridimensional da etapa h em um saco de mochila.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma etapa de integração da parte tridimensional da etapa h em partes infláveis incluindo bolsas de ar.

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o molde macho compreende uma bexiga inflável configurável por pressurização interna a uma bexiga inflada tendo a referida forma tridimensional.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que a talagarça reforçada por fibra compreende UHMWPE.

15. Parte em formato tridimensional CARACTERIZADA pelo fato de ser produzida pelo método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.