BR112015015091B1

BR112015015091B1 - Pré-forma tecida tridimensional, estrutura compósita, e método para produzir uma pré- forma

Info

Publication number: BR112015015091B1
Application number: BR112015015091-8A
Authority: BR
Inventors: Michael McClain; Jonathan Goering
Original assignee: Albany Engineered Composites, Inc
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2021-11-03
Also published as: CA2893606A1; WO2014105374A1; US20140178645A1; RU2015120930A; CA2893606C; CN105164326B; EP2938766A1; AU2013368319A1; RU2635281C2; ZA201504125B; KR20150099604A; US9290865B2; MX2015008426A; WO2014105374A8; TWI616569B; MX355193B; JP2016509091A; AU2013368319B2; KR101880709B1; CN105164326A

Abstract

pré-forma tecida tridimensional e estrutura compósita e métodos para produzir pré-forma e para dar forma a pré-forma tecida tridimensional a presente invenção refere-se a uma pré-forma tridimensional com juntas de canto sobrepostas e a um método formar uma pré-forma tridimensional com juntas de canto sobrepostas que inclui um flange tecido com uma ou mais pernas se estendendo a partir dele. as pernas podem incluir uma ou mais partes tecidas independentemente que permitem formar um canto sem dardejar a perna nem adicionar reforço extra. as partes tecidas independentemente podem incluir fibras de urdidura que não são tecidas à pré-forma. a área não tecida permite remover uma parte da perna antes de formar o canto, permitindo, assim, que as partes da perna se sobreponham e formem uma junta sobreposta.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO INCORPORAÇÃO POR REFERÊNCIA

[001] Todas as patentes, pedidos de patente, documentos e/ou referências mencionados neste documento incorporam-se por referência e podem ser usados na prática da invenção.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] Em termos gerais, a presente invenção refere-se a pré-formas tecidas tridimensionais (3D) e, em especial, a pré-formas tecidas 3D usadas em materiais compósitos reforçados. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a pré-formas que podem ser moldadas na forma de uma conexão de canto sem dardejo nem o uso de materiais de reforço adicionais. Ainda mais especificamente, a presente invenção refere-se a pré-formas que podem receber a forma de uma conexão de canto com juntas sobrepostas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] Hoje em dia, o uso de materiais compósitos reforçados para produzir componentes estruturais está difundido, em especial em aplicações onde suas características desejadas de leveza, alta resistência física, tenacidade, resistência térmica e capacidade de ser moldados e modelados podem ser usadas com grande proveito. Esses componentes são usados, por exemplo, em aplicações aeronáuticas, aplicações de satélite, produtos recreativos de grande desempenho, aplicações marinhas e outros.

[004] Tipicamente, esses componentes são feitos de materiais de reforço incorporados a um material de matriz. O componente de reforço pode ser feito de materiais como vidro, carbono, cerâmica, aramida, polietileno e/ou outros materiais com propriedades físicas, térmicas, químicas e/ou outras propriedades desejadas, dentre as quais destaca-se a excelente resistência física com relação à falha por tensão de flexão. Esses materiais geralmente são fabricados na forma de fibras e usados como fibras de reforço, ou as fibras são moldadas na forma de fios, que são usados como fios de reforço em componentes de molde.

[005] Com o uso desses materiais de reforço, que, em última análise, tornam-se um elemento constituinte de um componente completo, as características desejadas dos materiais de reforço, como resistência física altíssima, são conferidas ao componente compósito completo. Os típicos materiais de reforço constituintes podem ser tecidos, costurados ou orientados de alguma outra forma nas configurações desejadas para pré-formas de reforço. Em muitos casos, dá-se atenção em específico para garantir a utilização ideal das propriedades para as quais os materiais de reforço constituintes foram selecionados. Geralmente, essas pré-formas de reforço são combinadas a um material de matriz para formar componentes acabados desejados ou para produzir estoque de trabalho para a produção final de componentes acabados.

[006] Depois de construir a pré-forma de reforço pretendida, uma resina ou material de matriz pode ser introduzido na pré-forma, de modo que, tipicamente, a pré- forma de reforço se torne revestida do material de matriz e este preencha áreas intersticiais entre os elementos constituintes da pré-forma de reforço. O material de matriz pode ser qualquer um dentre uma ampla variedade de materiais, tais como epóxi, bismaleimida, poliéster, vinil-éster, cerâmica, carbono e/ou outros materiais que também tenham propriedades físicas, térmicas, químicas e outras propriedades desejadas. Os materiais escolhidos para uso como matriz podem ou não ser os mesmos que os da pré-forma de reforço e podem ou não ter propriedades físicas, químicas, térmicas ou outras propriedades comparáveis. Tipicamente, contudo, eles não serão dos mesmos materiais nem terão propriedades físicas, químicas, térmicas ou outras propriedades comparáveis porque o objetivo típico que se busca com o uso de compósitos, em primeiro lugar, consiste em obter uma combinação de características no produto final que não são obteníveis com o uso de um único material constituinte apenas. Assim combinados, a pré-forma reforçada e o material de matriz podem ser então curados e estabilizados na mesma operação por termocura ou outros métodos conhecidos e, então, submetidos a outras operações visando a produzir o componente pretendido. Vale observar agora que, depois de assim curado, as então massas solidificadas do material de matriz normalmente aderem-se com muita intensidade ao material de reforço (por exemplo, a pré-forma de reforço). Como resultado, a tensão sobre o componente acabado, em especial por causa de seu material de matriz atuando como adesivo entre as fibras, pode ser efetivamente transferida ao material constituinte da pré- forma de reforço. Qualquer ruptura ou descontinuidade na pré-forma de reforço limita a capacidade desta de transferir e suportar tensões exercidas ao componente acabado.

[007] Em certas aplicações, estruturas compósitas tecidas tridimensionais (3D) são desejadas como membros primários para o suporte de carga. Um formato de pré-forma útil para esses membros é, por via de regra, chamado de pré- forma “Pi”, assim chamado por lembrar a letra grega Pi (π) em vista axial. Outras pré-formas úteis podem ter diferentes formatos transversais, como em T ou T, por exemplo. Pré- formas de fibras com formatos estruturais típicos podem ser tecidas em um tear de lançadeira convencional, e várias patentes existentes descrevem o método para tecer essas estruturas (Patentes dos EUA no 6.446.675, 6.712.099 e 7.712.488, por exemplo).

[008] Uma das desvantagens no uso dessas pré-formas é que elas não podem ser moldadas na forma de conexões de canto sem dardejar as uma ou mais pernas eretas de acordo com os métodos convencionais. Ao dardejar as pernas, a continuidade do material de reforço se perde ao longo do canto, removendo ou diminuindo assim a via de carga primária ao longo do canto. Por exemplo, se os formatos de pré-forma revelados acima forem moldados na forma de uma conexão de canto, o material excedente das uma ou mais pernas paralelas ao plano da curvatura (isto é, dentro da curvatura) há de acumular- se e curvar-se no interior do canto.

[009] Para manter a integridade estrutural da pré-forma de conexão de canto, em muitos casos, a adição de reforços se faz necessária nos um ou mais cortes e em torno do próprio canto. O reforço é geralmente na forma de folhas ou chapas de material, tipicamente material tecido extra. A reforço extra gera um aumento localizado na espessura e peso da pré- forma de conexão de canto. O reforço pode criar uma concentração de peso localizada no próprio canto reforçado.

[010] Um reforço desse tipo para uma pré-forma dardejada é revelado na Publicação de Pedido de Patente dos EUA no 2011-0111664 A1, cujo conteúdo incorpora-se na íntegra ao presente documento por referência. O reforço para uma pré- forma dardejada revelada nesse documento é na forma de um tecido direcionado que ocupa o espaço entre as pernas eretas de uma pré-forma Pi e é direcionado por tecedura para seguir a curvatura facilitado pelo dardejo das pernas. Depois que o tecido direcionado está no lugar, a pré-forma é adicionalmente processada para formar uma estrutura compósita reforçada.

[011] Outros métodos conhecidos podem precisar de prendedores mecânicos, por exemplo, parafusos ou rebites, para fixar o reforço no canto da pré-forma. No entanto, o uso de parafusos ou rebites de metal na interface desses componentes geralmente é inadmissível porque eles necessitam de orifícios passantes, o que comprometeria a integridade da estrutura compósita. Prejudicialmente, os prendedores acrescentam peso e introduzem coeficientes de expansão térmica diferentes entre eles e o material circundante.

[012] Os métodos da técnica anterior não satisfazem adequadamente a necessidade por pré-formas tecidas 3D que possam ser moldadas na forma de conexões de canto sem a adição de materiais de reforço e o aumento resultante na espessura localizada e peso adicional. A presente invenção supera as desvantagens da técnica anterior propondo uma pré- forma tecida 3D que pode ser moldada na forma de uma conexão de canto com uma junta sobreposta sem a necessidade de reforço extra e sem o aumento relacionado na espessura localizada e peso adicional.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[013] Tendo em vista o supramencionado, a presente intenção refere-se a uma pré-forma tecida 3D e a um método para produzir uma pré-forma tecida 3D que pode ser moldada na forma de uma conexão de canto sem dardejar as pernas nem precisar de materiais de reforço adicionais.

[014] A presente invenção também se refere a uma estrutura compósita reforçada que compreende uma pré-forma tecida 3D que pode ser moldada na forma de uma conexão de canto sem dardejar as pernas nem precisar de materiais de reforço adicionais nem uma resina ou material de matriz.

[015] Uma concretização da presente invenção volta-se a uma pré-forma tecida 3D que compreende um flange ou uma base e ao menos uma perna estendendo-se a partir da superfície principal do flange, a pré-forma adaptada para ser moldada na forma de uma conexão de canto. Uma parte longitudinal da perna da pré-forma é produzida com uma ou mais camadas tecidas independentemente na área do canto desejado. As uma ou mais camadas tecidas da perna da pré-forma são tecidas independentemente umas das outras e independentemente do flange e são tecidas com fibras ou fios que compreendem tipicamente materiais como vidro, carbono, cerâmica, aramida, polietileno e/ou outros materiais com propriedades físicas, térmicas, químicas e/ou outras propriedades desejadas. Outras partes da perna fora da área do canto podem ser tecidas na forma de uma única camada ou de várias camadas da mesma espessura ou de espessura semelhante à da parte com camadas tecidas independentemente e tecidas integralmente junto com o flange.

[016] Na parte longitudinal da perna que inclui camadas tecidas independentemente, as fibras de urdidura na perna (ou pernas) são divididas em grupos de acordo com o número de camadas que serão formadas. As fibras ou fios de urdidura de ao menos um grupo na parte da perna que inclui camadas tecidas independentemente são carregadas como fios flutuantes (“floats”) de urdidura ao longo de ao menos parte da extensão da porção. O termo “fios flutuantes”, conforme usado nesta revelação, significa que as fibras ou fios de urdidura nessa seção não tecem com nenhuma fibra ou fio de trama nessa seção. As fibras ou fios de urdidura de ao menos um grupo na parte longitudinal da perna são tecidos com as fibras ou fios de trama ao longo de ao menos parte da extensão da porção. Ao longo da extensão da parte longitudinal da perna que inclui camadas tecidas independentemente, os grupos de fibras ou fios de urdidura podem alternar entre tecidos e não tecidos com as fibras ou fios de trama correspondentes. Ou seja, um grupo de fibras ou fios de urdidura pode ser tecido com fibras ou fios de trama em uma parte da parte longitudinal da perna que inclui camadas tecidas independentemente e não tecido com fibras ou fios de trama em outra parte da parte longitudinal. À semelhança, um grupo de fibras ou fios de urdidura pode não ser tecido com fibras ou fios de trama em uma parte da parte longitudinal da perna que inclui camadas tecidas independentemente e tecido com fibras ou fios de trama em outra parte da parte longitudinal.

[017] Ou seja, uma camada tecida independentemente na perna pode compreender fibras ou fios de urdidura e trama tecidos ao longo de parte de sua extensão e compreender fios flutuantes de fibras ou fios de urdidura não tecidos com fibras ou fios de trama ao longo de outra parte de sua extensão. À semelhança, uma camada tecida independentemente na perna pode compreender fibras ou fios de urdidura não tecidos com fibras ou fios de trama ao longo de uma parte de sua extensão e pode compreender fibras ou fios de urdidura tecidos com fibras ou fios de trama ao longo de outra parte de sua extensão. As partes das partes com fibras ou fios de urdidura/trama tecidos compreendem fibras ou fios de urdidura carregados como fios flutuantes.

[018] A parte da perna produzida com uma ou mais camadas tecidas independentemente é cortada no sentido da largura, usualmente em dois segmentos substancialmente de mesma extensão (isto é, dividida em duas partes), com o corte estendendo-se até o flange, mas sem cortar a superfície principal do flange. Em seguida, dobra-se a pré-forma dobrada na linha do corte (isto é, na projeção do corte na superfície principal do flange) de tal modo que as camadas tecidas independentemente de um segmento sobreponham-se e unam-se às camadas tecidas independentemente do outro segmento para formar um canto nessa região do corte. As camadas de um primeiro segmento de perna podem intercalar ou interdigitar as camadas do segundo segmento de perna, de tal modo que as uma ou mais camadas de um segmento de perna preencham o espaço entre camadas adjacentes no segundo segmento de perna. Em outra concretização da pré-forma de conexão de canto acima, camadas independentes simples de um segmento de perna intercalam alternadamente com camadas independentes de outro segmento de perna, de tal modo que camadas consecutivas na área sobreposta ou unida das pernas sejam de segmentos alternados. Em outras concretizações, algumas das camadas nos segmentos de perna, ou todas elas, podem sobrepor-se sem intercalar.

[019] Em algumas concretizações, uma ou mais das camadas são removidas de um ou ambos os segmentos de perna, com as camadas remanescentes sobrepondo-se em uma região de tal modo que a região sobreposta da perna compreenda menos que o número de camadas tecidas independentes dos dois segmentos da perna. Em algumas concretizações, a região sobreposta pode ter a mesma ou substancialmente a mesma espessura que a parte remanescente da perna, isto é, as partes não sobrepostas da perna. Por exemplo, em uma pré-forma que inclui uma parte com duas camadas tecidas independentemente, ou seja, a perna é bifurcada, uma camada em cada segmento poderia ser removida de tal modo que a região sobreposta também compreendesse duas camadas. Em concretizações com todas as camadas de mesma espessura, ou espessura semelhante, a parte sobreposta teria a mesma espessura ou praticamente a mesma que as partes não sobrepostas da perna. Em concretizações com camadas de espessura diferente, a região sobreposta pode ou não ter a mesma espessura que as partes não sobrepostas da perna.

[020] Em algumas concretizações da pré-forma tecida 3D em que a perna possui uma parte bifurcada, esta compreende uma primeira camada tecida e uma segunda camada tecida praticamente da mesma espessura. Quando a parte da perna é dividida em duas com um corte para formar dois segmentos, cada segmento contém um segmento do mesmo comprimento ou praticamente do mesmo comprimento que a primeira camada tecida e a segunda camada tecida. De acordo com algumas concretizações, a primeira camada tecida de um segmento é removida e a segunda camada tecida do segundo segmento é removida de tal modo que, ao dobrar a pré-forma no formato de conexão de canto desejado, a região sobreposta tenha a mesma espessura ou praticamente a mesma espessura que as partes não sobrepostas da perna e compreenda uma primeira camada tecida e uma segunda camada tecida, oriundas de segmentos diferentes. A parte sobreposta é, portanto, coplanar ao menos com as partes imediatamente adjacentes da perna de ambos os lados da sobreposição. Logo, nessa concretização, não existe variação, ou praticamente não existe variação, na espessura da perna entre a região sobreposta e as regiões não sobrepostas da perna imediatamente adjacentes à sobreposição.

[021] Em concretizações em que uma camada tecida de um primeiro segmento sobrepõe uma camada tecida de um segundo segmento, a junta formada é por vezes chamada de junta sobreposta simples. Em algumas situações, as características de uma junta sobreposta simples podem ser adequadas ou desejáveis.

[022] Algumas concretizações incluem uma parte trifurcada da perna, isto é, a parte inclui três regiões tecidas independentemente e pode ser moldada na forma de uma conexão de canto tecida 3D de maneira semelhante à descrita acima. A parte trifurcada compreende uma primeira camada externa, uma camada interna ou média e uma segunda camada externa. Ao cortar a parte trifurcada em dois segmentos, uma conexão de canto pode ser formada dobrando a pré-forma tecida 3D ao longo da linha de corte de tal modo que as três camadas tecidas de um segmento de perna sobreponham as três camadas tecidas do outro segmento de perna, com ou sem intercalar ou intercalando parcialmente as camadas tecidas das pernas.

[023] Nas concretizações da conexão de canto tecida 3D em que uma parte trifurcada será ” moldada na forma de uma região de junta sobreposta com a mesma espessura ou espessura parecida com a das partes não sobrepostas da perna, removem- se camadas de cada segmento para que a parte sobreposta compreenda o mesmo número de camadas tecidas que as partes não sobrepostas. Por exemplo, uma camada tecida poderia ser removida de um segmento de perna e duas camadas tecidas removidas do outro segmento de perna de tal modo que o número total de camadas tecidas na região sobreposta fosse igual a três. Se cada uma das camadas tecidas for da mesma espessura, a região sobreposta terá ” a mesma espessura, ou praticamente a mesma espessura, que as regiões não sobrepostas da perna. Em concretizações com camadas tecidas de espessura diferente, a parte sobreposta pode ou não ter a mesma espessura que as partes não sobrepostas da perna.

[024] Em uma concretização que compreende uma parte trifurcada dividida em duas regiões trifurcadas, as camadas externas primeira e segunda são removidas de um primeiro segmento de perna, deixando somente o segmento médio (interno) na região. No segundo segmento de perna, somente a camada média é removida. Ao dobrar a pré-forma no formato de conexão de canto desejado ao longo da projeção do plano do corte que separa os segmentos no flange, a camada tecida média (interna) remanescente do primeiro segmento pode ser posicionada entre as camadas externas tecidas primeira e segunda do segundo segmento, preenchendo o espaço previamente ocupado pela camada tecida média (interna) do segundo segmento.

[025] Nessa concretização, a região sobreposta das pernas forma uma junta de cisalhamento sobreposta dupla e, se as três camadas tecidas nos segmentos de perda tiverem a mesma espessura, a região sobreposta é substancialmente da mesma espessura que as partes não sobrepostas da perna. Uma junta de cisalhamento sobreposta dupla pode ter propriedades desejáveis para algumas aplicações. Algumas concretizações propõem uma região sobreposta com a mesma espessura que as regiões não sobrepostas da perna, em que a parte sobreposta é substancialmente coplanar ao menos com a parte imediatamente adjacente da perna, e a carga excêntrica da região sobreposta pode ser reduzida sobre outros tipos de juntas sobrepostas.

[026] As concretizações descritas acima poderiam ter uma única perna, por exemplo, conexões de canto tecidas 3D com um perfil transversal em L ou T, com uma única parte de camadas tecidas independentes somente para facilitar a descrição. Pré-formas semelhantes podem ser formadas com duas pernas se estendendo a partir da mesma superfície do flange, produzindo assim as pré-formas tecidas 3D com perfil em Pi discutidas acima. A discussão acima, no que diz respeito à formação de uma região sobreposta em uma perna com várias camadas tecidas independentemente, é adequada independentemente do número de pernas que se estendem a partir da lateral do flange. Pré-formas com várias pernas podem ter uma ou mais pernas com camadas tecidas independentemente formando regiões sobrepostas.

[027] Em concretizações de uma pré-forma tecida 3D com uma junta sobreposta em Pi para uso como conexão de canto, por exemplo, cada perna da pré-forma pode ter uma parte com camadas tecidas independentemente. Ao menos na área em que o canto será”formado quando a pré-forma for posteriormente dobrada na forma desejada, a parte da primeira perna na área do canto a ser formado é substancialmente paralela à parte da segunda perna em uma área semelhante. As camadas tecidas independentemente nas pernas primeira e segunda podem ser coextensivas ou substancialmente coextensivas. Um corte é feito em perpendicular às pernas e ao flange na área, ou local, do canto desejado. O corte estende-se através da profundidade da perna até, mas não incluindo, a superfície do flange e divide a parte da perna com as camadas tecidas independentemente em duas regiões substancialmente iguais em comprimento e profundidade.

[028] Assim como nas pré-formas tecidas 3D com seção transversal em T e L, a pré-forma tecida 3D com seção transversal em Pi , por exemplo, pode incluir uma ou mais pernas com várias camadas tecidas independentemente. Conforme discutido acima, as uma ou mais pernas podem ser cortadas dividindo a região de camadas tecidas independentemente em duas. Quando a pré-forma é dobrada ao longo da projeção do plano do corte sobre o flange na forma de conexão de canto desejada, as partes das pernas se sobrepõem conforme descrito acima com respeito à perna simples. As partes de perna podem se sobrepor intercalando ou sem intercalar, ou se sobrepor com intercalação parcial. Em algumas concretizações, a parte sobreposta pode ser formada de tal modo que a espessura total da parte sobreposta seja substancialmente a mesma que a da parte não sobreposta da perna. Isso pode ser obtido removendo seletivamente camadas tecidas de cada segmento de perna de tal modo que o número total de camadas e a espessura total na região sobreposta depois de dobrar a pré-forma sejam iguais aos encontrados nas partes da perna quando tecida antes de dobrar a pré-forma.

[029] Em uma concretização da pré-forma tecida 3D com uma perna bifurcada, uma primeira camada tecida de um segmento de uma perna e uma segunda camada tecida de um segundo segmento da outra perna podem ser removidas. Em concretizações em que as camadas têm substancialmente a mesma espessura nas pernas, a parte sobreposta, que compreende uma camada de cada porção, tem praticamente a mesma espessura que a parte não sobreposta.

[030] Em uma concretização de uma pré-forma tecida 3D com pernas trifurcadas, uma camada interna (média) de um primeiro segmento de uma parte de perna é removida e as camadas externas primeira e segunda do segundo segmento dessa parte de perna são removidas de tal modo que a camada interna remanescente encaixe no espaço de onde a camada interna foi removida no primeiro segmento. À semelhança, as camadas externas de primeiro segmento da segunda perna podem ser removidas e a camada interna do segundo segmento dessa perna pode ser removida de tal modo que a camada interna de um segmento encaixe entre as camadas do outro segmento. Podem ser usados outros esquemas para a remoção de camadas ou sobreposição de camadas. Em uma pré-forma tecida 3D em forma de Pi usada em uma conexão de canto, por exemplo, o esquema para remoção de camadas tecidas de uma primeira perna na região sobreposta pode ser o mesmo ou diferente do esquema de remoção de camadas tecidas na segunda perna. Na região sobreposta, o esquema para sobrepor camadas tecidas em uma primeira perna pode ser o mesmo ou diferente do esquema para sobrepor camadas tecidas na segunda perna.

[031] Nas concretizações de uma pré-forma tecida 3D em forma de Pi com pernas trifurcadas (ou bifurcadas, ou os dois) dobradas na forma da conexão de canto desejada em que uma camada tecida interna de um segmento é intercalada entre duas camadas tecidas de um segundo segmento, forma-se uma junta sobreposta dupla. Em alguns casos, pode ser desejável formar juntas sobrepostas duplas na mesma conexão de canto usando uma ou ambas as pernas de uma pré-forma em forma de Pi, por exemplo. Juntas sobrepostas duplas na conexão de canto usando a pré-forma tecida 3D podem ter características desejáveis a certas aplicações, tal como maior resistência física, em comparação a alguns outros tipos de juntas.

[032] As pré-formas tecidas 3D acabadas descritas acima podem ser processadas na forma de uma estrutura compósita reforçada com a introdução de um material de matriz, tal como, entre outros, epóxi, bismaleimida, poliéster, vinil- éster, cerâmica, carbono ou outros materiais com propriedades físicas, térmicas, químicas ou outras propriedades desejadas, usando técnicas convencionais como, entre outras, moldagem por transferência de resina ou infiltração de vapor químico. A pré-forma é infundida com a resina ou material de matriz, resultando em uma estrutura compósita reforçada.

[033] Observe-se que nesta revelação, e em especial nas Reivindicações e/ou parágrafos, termos como “compreender”, “contido”, “compreendendo” e seus semelhantes podem ter o significado atribuído a eles na legislação de Patentes dos EUA; por exemplo, eles podem significar “incluir”, “incluído”, “incluindo” e seus semelhantes; e termos como “consiste essencialmente em” e “composto essencialmente por” têm o significado atribuído a eles na legislação de Patentes dos EUA, por exemplo, eles permitem a inclusão de elementos não mencionados explicitamente, mas excluem elementos encontrados na técnica anterior ou que afetem as características básicas ou inovadoras da invenção.

[034] Essas e outras concretizações são reveladas ou facilmente reconhecidas e abrangidas com base na Descrição Detalhada a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[035] A descrição detalhada a seguir, dada à guisa de exemplo, mas sem a intenção de limitar a invenção exclusivamente às concretizações específicas descritas, pode ser mais bem compreendida tomando como referência os desenhos anexos, nos quais números de referência iguais indicam elementos e peças iguais ou parecidos e dentre os quais:As Figs. de 1A a 1C são vistas em perspectiva de típicas pré-formas tecidas 3D da técnica anterior;A Fig. 2 é uma vista em perspectiva de uma pré-forma de acordo com uma concretização da presente invenção;A Fig. 3A é uma vista em corte ao longo da linha III-III da Fig. 2 de acordo com uma concretização da invençãoA Fig. 3B é uma vista em corte ao longo da linha IIIIII de acordo com outra concretização da invençãoA Fig. 4A é uma vista lateral da pré-forma da Fig. 2 ilustrada conforme indicado pela linha IV-IV;A Fig. 4B é uma vista lateral da pré-forma da Fig. 4A com o lado direito em uma posição girada;A Fig. 4C é uma vista lateral da pré-forma da Fig. 4A com o lado direito em uma segunda posição girada;As Figs. de 5A a 5C são vistas superiores da pré-forma das Figs. de 4A a 4C ao longo da linha V-V de acordo com uma concretização da invenção;As Figs. de 6A a 6C são vistas superiores da pré-forma das Figs. de 4A a 4C ao longo da linha V-V de acordo com uma concretização da invenção;A Fig. 7 é uma vista superior da pré-forma da Fig. 4A ao longo da linha V-V de acordo com uma concretização da invenção;A Fig. 8 é uma vista em perspectiva de uma pré-forma de acordo com uma concretização da presente invenção;A Fig. 9 é uma vista superior de uma perna ereta de uma pré-forma tecida 3D de acordo com uma concretização da invenção; eA Fig. 10 é uma vista superior de uma perna ereta de uma pré-forma tecida 3D de acordo com outra concretização da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[036] São descritas abaixo concretizações da invenção com referência aos desenhos anexos que ilustram concretizações da pré-forma revelada e aplicações exemplificativas dela. No entanto, deve-se ter em mente que as aplicações da pré-forma revelada não se limitam às concretizações ilustradas. Além disso, a invenção não se limita às concretizações ilustradas e seus detalhes, que são dados para fins de ilustração e não com o intuito de limitar a invenção.

[037] A presente invenção refere-se a pré-formas tecidas tridimensionais (3D) que podem ser moldadas na forma de uma conexão de canto com juntas sobrepostas sem dardejar as pernas ou o flange nem adicionar materiais de reforço no canto ou em outros locais e a um método para formar as referidas pré-formas. Exemplos de pré-formas tecidas 3D 1 da técnica anterior são ilustrados nas Figs. de 1A a 1C, que ilustram pré-formas com seção transversal em L, T e Pi, respectivamente. Outras configurações de pré-forma 3D são possíveis. O flange pano 2 compreende duas superfícies principais 4 a 4', ao menos uma superfície de borda 5 e uma ou mais pernas eretas 6 estendendo-se a partir de uma superfície principal 4.

[038] A perna 6 pode ser posicionada ao longo de uma borda do flange 2 alinhada à superfície de borda 5, conforme ilustra a Figura 1A, formando assim uma seção transversal de pré-forma em L. Uma seção transversal de pré-forma em T compreende uma perna 6 que se estende a partir da superfície principal 4 localizada entre as superfícies de borda 5 da pré-forma, conforme ilustra a Fig. 1B. A perna 6 pode ser alinhada ao eixo longitudinal L da pré-forma 1 ao longo de ao menos parte de sua largura. Uma seção transversal de pré- forma em Pi compreende duas pernas 6 e 6' que se estendem a partir da superfície principal 4 do flange 2. As pernas 6 e 6' podem ser lineares ou não lineares e paralelas ao eixo longitudinal L ao longo de ao menos parte de sua largura.

[039] A presente invenção pode usar qualquer uma das seções transversais de pré-forma tecida 3D supramencionadas de uma maneira que transparecerá prontamente com base na discussão a seguir. A presente invenção também pode usar outras seções transversais de pré-forma tecida em 3D, por exemplo, pré-formas com mais de duas pernas eretas, conforme transparecerá na revelação a seguir. Algumas partes da revelação podem abordar um tipo específico de pré-forma; contudo, a descrição se aplica a todas as pré-formas tecidas tridimensionais (3D) que compreendam um flange e ao menos uma perna ereta, a não ser que o contexto dite o contrário.

[040] A Fig. 2 ilustra uma pré-forma tecida 3D com seção transversal em T 1 de acordo com uma concretização da presente invenção. Os versados na técnica perceberão que a estrutura e as técnicas ilustradas também são adequadas ao uso em pré-formas tecidas 3D com seção transversal em L e em Pi. O flange plano 2 compreende uma superfície principal plana 4 e uma superfície principal oposta 4' substancialmente paralela, um eixo longitudinal L e ao menos uma superfície de borda 5. A perna ereta 6 é posicionada substancialmente em paralelo ao eixo longitudinal L e compreende um primeiro lado externo 7 e um segundo lado externo 9 substancialmente paralelo. Ao menos uma parte 8 ao longo da extensão longitudinal da perna 6 é composta por várias camadas tecidas independentemente, que serão reveladas mais a fundo abaixo (uma das partes 8 é ilustrada). A parte 8 é dividida por corte 10 em um primeiro segmento 12 e um segundo segmento 14. O corte 10 é feito através da profundidade D da perna 6 no local do corte até a superfície principal 4. O plano de corte 10 é perpendicular à perna 6 e à superfície principal do flange 4 no local do corte. A projeção do corte 10 sobre a superfície principal 4 do flange 2 propicia a linha de corte 11.

[041] Em concretizações da presente invenção, os segmentos 12 e 14 têm a mesma profundidade D e a mesma largura, l1 e l2, respectivamente, ou praticamente a mesma largura, ao longo do eixo longitudinal L. Em algumas concretizações, l1 e l2 podem ser da mesma largura e mesma profundidade D que a perna 6. Outras relações dimensionais entre os segmentos 12 e 14 e a profundidade D são possíveis e podem influenciar nas características da conexão de canto formada conforme transparecerá na discussão a seguir.

[042] As Figuras 3A e 3B são vistas em corte ao longo da linha III-III na Fig. 2 de duas concretizações da presente invenção. A Fig. 3A ilustra um segundo segmento 14 de uma parte 8 tecida com duas camadas independentes 16 e 18. Como toda a parte 8 é tecida com duas camadas independentes, o primeiro segmento 12 (não ilustrado em corte) também compreende duas camadas tecidas independentemente 16 e 18. Nesta concretização, diz-se que a parte 8 tecida com duas camadas independentes 16 e 18 é uma parte bifurcada e que os segmentos 12 e 14 são segmentos bifurcados, ambos compreendendo camadas tecidas independentes 16 e 18. Conforme ilustra a Fig. 3A, a camada tecida independentemente 16 é carregada como um fio flutuante, ou seja, as fibras de urdidura na camada 16 não são tecidas com fibras de trama (fio flutuante). As fibras de urdidura da camada tecida independentemente 18 são tecidas com as fibras de trama. O segmento 12 pode ser tecido no mesmo esquema, ou as fibras de urdidura tecidas com fibras de trama e as fibras de urdidura não tecidas com fibras de trama podem ser trocadas de modo que a camada 16 tenha fibras de urdidura tecidas com fibras de trama e as fibras de urdidura na camada 18 não sejam tecidas com as fibras de trama (fio flutuante).

[043] A Fig. 3B ilustra outra concretização da invenção em que um segundo segmento 14 de uma parte 8 é tecido com três camadas independentes 20, 22 e 24. Nesta concretização, diz-se que a parte 8 tecida com três camadas tecidas independentes de 20 a 24 é uma parte trifurcada e que os segmentos 12 e 14 são segmentos trifurcados, também com as camadas tecidas independentes de 20 a 24. Conforme ilustra a Fig. 3B, as fibras de urdidura nas duas camadas externas 20 e 24 são tecidas com fibras de trama, e as fibras de urdidura da camada 22 não são tecidas com fibras de trama, ou seja, a camada 22 é carregada como um fio flutuante.

[044] Outras disposições de fibras de urdidura tecidas com fibras de trama e fibras de urdidura não tecidas com fibras de trama em um segmento trifurcado podem ser usadas de acordo com as concretizações da presente invenção. Por exemplo, o segmento 12 (não ilustrado em corte) pode ser formado de tal modo que as fibras de urdidura nas duas camadas externas 20 e 24 não sejam tecidas com fibras de trama e as fibras de urdidura da camada 22 sejam tecidas com fibras de trama, isto é, o oposto do segmento 14 conforme ilustra a Fig. 3A. Nessa configuração, ambas as camadas 20 e 24 seriam carregadas como fios flutuantes.

[045] A Fig. 4A é uma vista lateral da pré-forma tecida 3D 1 da Fig. 2 ao longo da linha IV-IV. Uma conexão de canto pode ser produzida a partir da pré-forma de acordo com a presente invenção dobrando-se a pré-forma 1 na linha de corte 11 ao longo da superfície principal 1 do flange 2. Por exemplo, o lado esquerdo 26 da pré-forma 1 pode ser mantido parado enquanto o lado direito 28 é girado para cima, conforme indica a seta 30, permitindo que a pré-forma pivote em torno da base do corte 10 ao longo da projeção do plano de corte 10 na superfície principal 4, que estabelece a linha de dobra 11.

[046] A Fig. 4B ilustra o lado direito 28 da pré-forma 1 da Fig. 4A girado até certo ponto em torno da linha de dobra 11. A posição original do lado direito 28 é ilustrada em linhas tracejadas. Girada conforme ilustra a Fig.4B, uma parte do segmento 14 (ilustrada em linhas sólidas) sobrepõe parcialmente uma parte do segmento 12 (ilustrada em linhas tracejadas) em uma região sobreposta, por via de regra 32. À medida que o lado direito 28 gira no sentido indicado pela seta 30, a quantidade de sobreposição 32 aumenta.

[047] A Fig. 4C ilustra o lado direito 28 da pré-forma 1 girado até ficar a cerca de 90° em relação à representação da Fig. 4A, de tal modo que os segmentos de dimensão semelhante 12 e 14 sobreponham-se totalmente na região sobreposta identificada por 32'. Uma região totalmente sobreposta é obtida quando largura do segmento 12 (l1) = largura do segmento 14 (l2) = D, conforme ilustra com mais clareza a Fig. 2. Outras relações entre 11, 12 e D são possíveis e podem afetar a quantidade de sobreposição, particularmente na região 32', quando os lados 26 e 28 da pré-forma forem posicionados a 90° em relação um ao outro.

[048] Quando o ângulo α é de 90°, os lados esquerdo 26 e direito

[049] 28 são posicionados a ângulos retos em relação um ao outro. Quando o

[050] ângulo α é maior que 90°, os lados esquerdo 26 e direito 28 formam um ângulo compreendido agudo e, quando o ângulo α é menor que 90°, mas maior que 0°, os lados esquerdo 26 e direito 28 formam um ângulo compreendido obtuso.

[051] As camadas tecidas independentes dentro dos segmentos 12 e 14 podem sobrepor-se em qualquer configuração desejada. Por exemplo, as camadas tecidas independentes em um segmento podem intercalar as camadas tecidas independentes no outro segmento de acordo com qualquer esquema que seja conveniente. As partes da perna 6 não incluídas na região sobreposta, ou seja, as partes da perna 6 fora da parte 8, compreendem uma ou mais regiões não sobrepostas.

[052] A região sobreposta 32' compreende toda a espessura dos segmentos 12 e 14, tornando a região 32' duas vezes mais grossa que os segmentos sozinhos ou que uma região não sobreposta. Em muitas situações, é desejável eliminar a espessura dupla na região sobreposta. De acordo com concretizações da invenção, a maior espessura na região sobreposta 32 é reduzida removendo uma ou mais camadas tecidas independentes de cada segmento 12 e 14.

[053] Por exemplo, em concretizações em que a parte 8 da perna 6 é bifurcada, ou seja, compreende duas camadas independentes 16 e 18, é possível remover uma camada tecida do segmento 12 e uma camada tecida do segmento 14. A camada removida é a camada com fibras de urdidura carregadas como fios flutuantes, ou seja, não tecidas com fios de trama. A região sobreposta 32 ou 32' compreenderia, então, duas camadas em vez de quatro, e a espessura na região sobreposta 32 ou 32' seria a igual, ou praticamente igual, à dos segmentos originais 12 e 14 ou igual, ou praticamente igual, à das partes não sobrepostas da perna 6.

[054] A Fig. 5A é uma vista superior da pré-forma tecida 3D 1 da Fig. 4A ao longo da linha V-V. De acordo com essa concretização, a perna 6 é bifurcada e, portanto, corresponde à vista em corte da Fig. 3A. Conforme ilustra a Fig. 5A, a camada tecida 18 foi removida do segmento 12 e a camada tecida 16 foi removida do segmento 14. A Fig. 5B, correspondente à Fig. 4B, ilustra o lado direito 28 da pré- forma 1 girado até certo ponto em torno da linha de dobra 11. Na ilustração, o lado direito 28 está emergindo do plano do papel e o ângulo α não é ilustrado. A camada 16 do segmento 12 e camada 18 do segmento 14 sobrepõem-se parcialmente na região 32.

[055] A Fig. 5C corresponde à Fig. 4C em uma vista ao longo da linha V-V e ilustra o lado direito 28 girado em torno da linha de dobra 11 em cerca de 90° em relação à posição representada na Fig. 5A. A camada 16 e a camada 18 sobrepõem por completo, ou praticamente por completo, uma a outra, conforme ilustra a região 32' da Fig. 4C. Nesta concretização, uma junta sobreposta simples é formada na região sobreposta 32' com uma espessura sobreposta igual à dos segmentos não sobrepostos. A linha de ligação da junta, ou seja, a interface entre as superfícies em contato das camadas 16 e 18, pode ser alinhada à linha central da perna 6 quando as camadas 16 e 18 forem da mesma espessura. Em concretizações em que as camadas 16 e 18 não são da mesma espessura, a linha de ligação da junta pode ser deslocada da linha central da perna 6.

[056] Fica óbvio agora aos versados na técnica que remover a camada tecida 16 do segmento 12 e remover a camada tecida 18 do segmento 14 permitiria formar uma junta conforme acima e produziria praticamente o mesmo resultado. Neste caso, a camada tecida 16 do segmento 12 e a camada tecida 18 do segmento 14 teriam fibras de urdidura como fios flutuantes, ou seja, as fibras de urdidura nesses segmentos não seriam tecidas com fibras de trama.

[057] Concretizações da presente invenção em que uma perna 6 compreende uma parte trifurcada 8, conforme ilustra a Fig. 3B, podem ser moldadas à semelhança na forma de uma conexão de canto. Como já ” mencionado, as camadas tecidas independentemente 20, 22 e 24 de um primeiro segmento podem intercalar as camadas tecidas independentemente 20, 22 e 24 de um segundo segmento. A junta formada na região sobreposta, à semelhança das regiões sobrepostas 32 ou 32' das Figs. 4B e 4C, pode compreender duas vezes o número de camadas tecidas independentemente na parte 8. Por conseguinte, a junta ou região sobreposta é duas vezes mais grossa, ou praticamente duas vezes mais grossa, que a parte não dobrada 8 ou um segmento não sobreposto 12 ou 14 da perna 6.

[058] De acordo concretizações da invenção, a maior espessura na região sobreposta 32 ou 32' pode ser reduzida removendo uma ou mais camadas tecidas independentes 20, 22 ou 24 de cada segmento 12 e 14 de uma parte trifurcada 8. As camadas tecidas que serão removidas são as com fibras de urdidura como fios flutuantes. O número total de camadas tecidas que serão removidas pode ser igual ao número de camadas tecidas em um segmento, formando assim uma região sobreposta 32 ou 32' com a mesma espessura, ou praticamente a mesma espessura, que os segmentos 12 ou 14 ou praticamente a mesma espessura que as partes não sobrepostas da perna 6. Em uma região trifurcada conforme ilustra a Fig. 3B, há três camadas 20, 22 e 24. No entanto, todas as três camadas tecidas não podem ser removidas do mesmo segmento 12 ou 14 para reduzir a espessura sobreposta. Ao menos uma camada tecida deve permanecer em um primeiro segmento e ao menos uma camada tecida deve ser removida de um segundo segmento. As referências a um primeiro e um segundo segmentos são dadas com o intuito de facilitar a descrição, e outros segmentos 12 ou 14 da parte 8 de uma perna 6 podem ser considerados o primeiro ou o segundo segmento.

[059] Por exemplo, a Fig. 6A é uma vista superior de uma parte trifurcada 8 de uma pré-forma tecida 3D ao longo da linha V-V da Fig. 4A de acordo com uma concretização da invenção. Nesta concretização, a parte 8 compreende três camadas tecidas independentemente 20, 22, 24, ou seja, a parte 8 é trifurcada. As camadas tecidas 20 e 24 são camadas externas primeira e segunda, cujas superfícies externas correspondem aos lados externos primeiro 7 e segundo 9, respectivamente. A camada tecida média 22 fica entre as camadas 20 e 24.

[060] Em um exemplo não exaustivo de uma região de junta sobreposta de uma conexão de canto desejada com a mesma espessura ou praticamente a mesma espessura que uma região não sobreposta, as camadas tecidas 20 e 24 são removidas do segmento 12 e a camada tecida 22 é removida do segmento 14 na concretização da Fig. 6A. A remoção das camadas tecidas 20 e 24 do segmento 12 abre espaço para as camadas tecidas 20 e 24 do segmento 14 quando o lado direito 28 da pré-forma 1 for girado em torno da linha de dobra 11 a fim de dobrar a pré-forma, conforme indica a seta 30 na Fig. 4A. À semelhança, a remoção da camada tecida 22 do segmento 14 abre espaço para a camada tecida 22 remanescente no segmento 12 quando a pré-forma 1 for dobrada.

[061] A Fig. 6B, correspondente à Fig. 4B, ilustra o lado direito 28 da pré-forma 1 girado em cerca quantidade α (não ilustrada) em torno da linha de dobra 11. Na ilustração, o lado direito 28 está emergindo do plano do papel. A camada tecida 22 do segmento 12 é recebida entre as camadas tecidas 20 e 24 do segmento 14; as camadas tecidas 20 e 24 sobrepondo parcialmente a camada tecida 22 na região 32.

[062] Quando a pré-forma 1 é dobrada até cerca de 90° em relação à ilustração da Fig. 6A a fim de formar uma conexão de canto, ilustrada em vista plana na Fig. 6C e em vista lateral na Fig. 4C, a camada tecida 22 do segmento 12 jaz por completo, ou praticamente por completo, dentro do espaço entre as camadas tecidas 20 e 24 do segmento 14 no espaço aberto graças à remoção da camada tecida 22 do segmento 14. A sobreposição formada dessa maneira é geralmente chamada de junta sobreposta dupla, a qual tem características desejadas em certas aplicações. Nas concretizações em que as camadas 20, 22 e 24 têm a mesma espessura, a junta montada na região sobreposta 32' é simétrica em torno da linha central da perna 6. As características de uma junta sobreposta dupla simétrica são muitas vezes desejáveis.

[063] Em concretizações trifurcadas em que as camadas 20, 22 e 24 têm substancialmente a mesma espessura, como nas Figs. de 6A a 6C, é possível formar uma junta simétrica em torno da linha central CL da perna 6. Em uma junta simétrica, as linhas de ligação formadas na interface da camada tecida 22 com a camada tecida 20 e na interface da camada tecida 22 com a camada tecida 24 são substancialmente equidistantes da linha central CL. Como alternativa, se as camadas 20, 22 e 24 não tiverem praticamente a mesma espessura, as linhas de ligação podem ser deslocadas a distâncias diferentes em relação à linha central CL da perna 6.

[064] Em uma concretização da parte trifurcada 8, as camadas tecidas 20 e 24 podem ter substancialmente um quarto da espessura da perna 6 e a camada 22 pode ter substancialmente a metade da espessura da perna 6. As camadas tecidas 20 e 24 podem ser removidas de um primeiro lado do corte 10 e, a camada tecida 22, removida do segundo lado do corte 10. Quando a pré-forma 1 é dobrada conforme descrito acima ao longo da linha de dobra 11, a camada tecida 22 remanescente no primeiro lado do corte 10 é posicionada entre as camadas remanescentes 20 e 24 no segundo lado do corte 10. A junta sobreposta dupla resultante é simétrica em torno da linha central da perna 6.

[065] Outras divisões da espessura da perna 6 em que as camadas tecidas 20 e 24 têm praticamente a mesma espessura e a camada tecida 22 tem substancialmente o dobro da espessura também podem ser usadas para produzir uma junta sobreposta dupla simétrica. Por exemplo, cada uma das camadas 20 e 24 pode ter 1/6 da espessura e a camada tecida pode ter 1/3 da espessura da perna 6. Quando dobrada de acordo com o descrito acima, a espessura total da junta sobreposta dupla será”igual à espessura total da perna 6.

[066] Nas concretizações ilustradas, o lado esquerdo 26 da pré-forma tecida 3D 1 poderia compreender as camadas tecidas 20 e 24 e o lado direito 28 ter as camadas tecidas 20 e 24 removidas. A formação da junta de canto sobrepondo- se as camadas seria essencialmente a mesma que no exemplo ilustrado nas Figs. de 6A a 6C e discutido acima, e uma junta sobreposta dupla parecida se formaria.

[067] Como alternativa, as concretizações da presente invenção podem produzir uma junta sobreposta deslocada em uma região sobreposta 32' compreendendo uma parte trifurcada 8. Por exemplo, na Fig. 7, ilustra-se uma pré-forma tecida 3D 1 semelhante à da Fig. 6A com uma parte trifurcada 8. Nesta concretização, o lado esquerdo 26 da pré-forma 1 compreende somente as camadas tecidas 22 e 24, ao passo que o lado direito 28 compreende somente a camada tecida 20. A formação de uma região sobreposta pode ser obtida como nos exemplos anteriores e não será”descrita novamente para esta concretização. Nesta concretização, contudo, a linha de ligação pode ser situada entre superfícies adjacentes das camadas tecidas 20 e 22. Sendo assim, uma junta sobreposta simples assimétrica é formada em uma perna 6 com uma parte trifurcada 8 cuja linha de ligação é espaçada a certa distância da linha central da perna.

[068] Esquemas semelhantes podem ser usados para formar juntas sobrepostas em áreas sobrepostas de segmentos com mais de três camadas tecidas independentemente.

[069] Concretizações da presente invenção que compreendem mais de uma perna 6 são previstas e podem ser desejáveis em certas aplicações. Por exemplo, uma pré-forma tecida 3D com uma seção transversal em Pi, conforme ilustra a Fig. 1C, às vezes é útil em aplicações aeronáuticas, aeroespaciais ou em outras aplicações. Em certas condições, é desejável ou necessário moldar uma pré-forma tecida 3D com seção transversal em Pi na forma de uma conexão de canto. A estrutura da perna discutida acima pode ser aplicada a pré- formas em Pi para permitir a formação de um canto.

[070] As pré-formas tecidas 3D com seção transversal em Pi podem ser produzidas de modo a incluir duas pernas, ao menos uma das quais compreende uma parte 8 com uma ou mais camadas tecidas independentemente. Em algumas concretizações, ambas as pernas de uma pré-forma compreendem uma ou mais camadas tecidas em ao menos um local. Por exemplo, uma parte de cada perna (à semelhança da parte 8 da Fig. 2) pode compreender uma parte bifurcada com duas camadas tecidas independentemente (à semelhança das camadas 16 e 18 na Fig. 3A) ou uma parte trifurcada com três camadas tecidas independentemente (à semelhança da parte 8 da perna 6 conforme ilustra a Fig. 3B).

[071] Em certas concretizações da invenção, uma pré- forma tecida 3D em Pi 1' é composta por duas pernas 6 e 6', conforme ilustra a Fig. 8, cada perna 6 e 6' compreendendo uma parte 8, 8', respectivamente, com uma ou mais camadas tecidas independentemente, conforme discutidas acima. Em ao menos um local, a parte 8 de uma primeira perna 6 e a parte 8' da segunda perna 6' são paralelas e coextensivas, conforme ilustra a Fig. 8. As partes 8 e 8' são cortadas em 10 e 10' através da profundidade D das pernas até a superfície principal do flange 4. O corte 10 é perpendicular às pernas 6 e 6' e à superfície principal 4 do flange 2 ao menos no local do corte. A projeção do corte 10 sobre superfície 4 produz uma linha de dobra 11.

[072] A pré-forma 1' da Fig. 8 pode ser moldada na forma de uma conexão de canto dobrando-a ao longo da linha de dobra 11 à semelhança do que ilustram as Figs. de 4A a 4C. As camadas tecidas independentemente dentro dos segmentos 12 e 14 (e 12' e 14') se sobrepõem à medida que o lado direito da pré-forma 28 gira em torno da linha de dobra 11 e à medida que o lado esquerdo 26 permanece parado, como na Fig. 4B. À medida que as camadas tecidas independentemente (12 e 14) e (12' e 14'), respectivamente, dentro das partes 8 e 8' se sobrepõem, elas intercalam-se de acordo com qualquer um dos esquemas discutidos acima. Por exemplo, as camadas tecidas independentemente do segmento 14 podem intercalar alternadamente as camadas tecidas independentemente do segmento 12. Como alternativa, mais de uma camada tecida independentemente consecutiva de um primeiro segmento, o segmento 12, por exemplo, pode ser posicionada entre duas camadas tecidas independentemente consecutivas de um segundo segmento, por exemplo, o segmento 14.

[073] Conforme discutido acima, uma ou mais camadas tecidas independentemente das partes 8 e 8' pode conter fibras de urdidura carregadas como fios flutuantes, ou seja, fibras de urdidura não tecidas com fibras de trama. Também conforme mencionado acima, as camadas tecidas com fibras de urdidura como fios flutuantes podem ser removidas da região sobreposta de tal modo que esta fique com a mesma espessura, ou praticamente a mesma espessura, que as partes não sobrepostas das pernas. Linhas de ligação simétricas e assimétricas podem ser formadas conforme discutido acima.

[074] As camadas tecidas independentemente do segmento 14' na perna 6' podem intercalar as camadas tecidas independentemente do segmento 12' empregando o mesmo esquema usado na perna 6. Como alternativa, esquemas diferentes podem ser usados em pernas diferentes.

[075] As concretizações discutidas acima descrevem pré- formas 3D com um flange (ou base) e uma ou mais pernas de acordo com a presente invenção na forma de conexões de canto com uma junta sobreposta. As concretizações discutidas acima ilustram pré-formas tecidas 3D só”compreendem uma única parte 8 com o intuito de deixar a descrição mais clara. Outras concretizações podem incluir outras partes 8 construídas à semelhança da parte 8 discutida acima e formadas em várias posições ao longo da extensão longitudinal das uma ou mais pernas 6 da pré-forma 1. Cada parte 8 pode ser dobrada ou moldada na forma de uma conexão de canto com ângulo α conforme discutido acima. Em algumas concretizações que incluem mais de uma parte 8 e, portanto, mais de uma conexão de canto, a pré-forma tecida 3D pode ser dobrada em cada parte 8 na forma de uma configuração em U ou em C ou na forma de outras figuras planas abertas obtidas dobrando-se a pré- forma no mesmo sentido em relação às pernas.

[076] Uma figura plana fechada, por exemplo, um triângulo, retângulo ou outro polígono simples, pode ser formada com uma pré-forma tecida 3D da presente invenção dobrada da mesma maneira. A pré-forma tecida 3D pode ser configurada na forma de um polígono regular com n lados iguais e n ângulos iguais ou pode ter lados e ângulos diferentes.

[077] Ao produzir uma pré-forma tecida 3D para ser moldada na forma de um polígono simples de n lados, além de formar n-1 partes 8 conforme descritas, cada extremidade da pré-forma pode ser formada de tal modo que as duas extremidades, quando unidas, formem uma junta sobreposta, a junta sobreposta terminal. A junta sobreposta terminal pode ser uma junta sobreposta simples ou uma junta sobreposta dupla e pode ser igual ou diferente das juntas sobrepostas formadas nas partes 8 da pré-forma tecida 3D. No caso de uma junta sobreposta simples, semelhante à junta sobreposta simples ilustrada nas Figs. 5A e 5B, uma primeira extremidade da pré-forma tecida 3D pode ser formada conforme ilustra a Fig. 3A, em que as fibras de urdidura na camada 16 não são tecidas com fibras de trama. Na primeira extremidade da pré- forma tecida 3D, a camada 16 pode ser removida.

[078] Na segunda extremidade da pré-forma tecida 3D que será”moldada na forma de um polígono simples, as fibras de urdidura na camada 18 não são tecidas com fibras de trama. Na segunda extremidade da pré-forma, a camada 18 pode ser removida.

[079] De acordo com uma concretização da invenção, a perna da pré-forma tecida 3D pode, portanto, ser construída como ilustra a Fig. 9, ilustrada com uma descontinuidade, em que a camada 16 da pré-forma é removida da primeira extremidade 34 e a camada 18 é removida da segunda extremidade 36. As partes 8 entre as extremidades 34 e 36 da pré-forma tecida 3D não são ilustradas na Fig. 9.

[080] Quando dobradas nas linhas de dobra 11 adequadas, conforme discutido acima, as extremidades 34 e 36 da Fig. 9 são forçadas a uma relação de sobreposição, formando assim a junta sobreposta terminal, uma junta sobreposta simples no caso.

[081] Em concretizações que incluem uma junta sobreposta terminal dupla, à semelhança da junta sobreposta dupla ilustrada nas Figs. 6A e 6B, uma primeira extremidade da pré-forma tecida 3D pode ser formada conforme ilustra a Fig. 3B, em que as fibras de urdidura da camada 22 não são tecidas com fibras de trama. Na primeira extremidade da pré-forma tecida 3D, a camada interna ou média 22 pode ser removida, deixando as camadas externas primeira 20 e segunda 24. Na segunda extremidade da pré-forma tecida 3D, as fibras de urdidura nas camadas externas primeira 20 e segunda 24 não são tecidas com fibras de trama. Na segunda extremidade da pré-forma, as camadas 20 e 24 podem ser removidas, deixando a camada média 22.

[082] De acordo com uma concretização da invenção, a perna da pré-forma tecida 3D pode, portanto, ser construída como ilustra a Fig. 10, ilustrada com uma descontinuidade, em que a camada 22 da pré-forma é removida da primeira extremidade 34 e as camadas 20 e 24 são removidas da segunda extremidade 36. As partes 8 entre as extremidades 34 e 36 da pré-forma tecida 3D não são ilustradas na Fig. 10.

[083] Quando dobradas nas linhas de dobra 11 adequadas, conforme discutido acima, as extremidades 34 e 36 da Fig. 10 são forçadas a uma relação em que a camada 22 é posicionada entre as camadas 20 e 24, formando assim a junta sobreposta terminal, uma junta sobreposta terminal dupla no caso.

[084] Dependendo da configuração do polígono simples formado com a pré-forma tecida 3D, as camadas 16 e 18 que formam a junta sobreposta simples nas extremidades da pré- forma tecida 3D, ou as camadas 20, 22 e 24 que formam a junta sobreposta dupla nas extremidades da pré-forma, podem ou não sobrepor totalmente umas as outras. Ou seja, a superfície de uma camada pode ou não cobrir totalmente a superfície da camada adjacente.

[085] Tendo assim descrito em detalhes várias concretizações da presente invenção, deve-se ter em mente que a invenção definida nos parágrafos acima não se limita aos detalhes específicos definidos na descrição, pois várias variações evidentes com base neles são possíveis sem divergir do âmbito nem da essência da presente invenção.

Claims

1. Pré-forma Tecida Tridimensional (3D) (1), compreendendo:um flange plano (2) compreendendo fibras ou fios de urdidura e trama entretecidos e tendo uma primeira superfície principal (4), o flange plano tendo um primeiro corte (10);uma primeira perna (6) compreendendo as fibras ou fios de urdidura e trama, a primeira perna (6) estendendo-se a partir da primeira superfície principal (4) do flange plano (2), ao menos parte da primeira perna (6) compreendendo uma pluralidade de camadas tecidas independentemente posicionadas em perpendicular à referida primeira superfície principal (4),caracterizada pelo fato de que:a primeira perna (6) inclui um primeiro corte (10) através da primeira perna (6), o plano do primeiro corte (10) sendo perpendicular ao flange plano (2) e à primeira perna (6) ao longo do primeiro corte (10) da primeira perna (6), dividindo a primeira perna (6) em um primeiro lado (26) e um segundo lado (28), ecada uma das pluralidades de camadas tecidas independentemente, tendo uma espessura mais reduzida em um primeiro segmento (12) do primeiro lado (26) adjacente ao primeiro corte (10) da primeira perna (6) e em um segundo segmento (14) do segundo lado (28) adjacente ao primeiro corte da primeira perna (6);em que o primeiro lado (26) fica a um determinado ângulo do segundo lado (28) e,em que o primeiro segmento (12) e o segundo segmento (14) sobrepõem ao menos parcialmente.

2. Pré-forma Tecida Tridimensional (3D) (1), de acordocom a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o primeiro segmento (12) e o segundo segmento (14) de cada camada tecida independentemente inclui fibras de urdidura ou fios que não são tecidos com fibras de trama no segmento.

3. Pré-forma Tecida Tridimensional (3D) (1), de acordocom a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que ao menos uma parte do primeiro segmento (12) e do segundo segmento (14) dos quais as fibras de urdidura ou fios não são tecidos com fibras de trama, é removida de cada camada tecida independentemente.

4. Pré-forma Tecida Tridimensional (3D) (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as camadas do primeiro segmento (12) intercalam as camadas do segundo segmento (14).

5. Pré-forma Tecida Tridimensional (3D) (1), de acordocom a reivindicação 1, caracterizada por compreender ainda: uma segunda perna (6’) compreendendo as fibras ou fios de urdidura e trama, a segunda perna (6’) estendendo-se a partir da primeira superfície principal do flange plano (2), ao menos parte da segunda perna (6’) compreendendo uma pluralidade de camadas tecidas independentemente paralelas e coextensivas às camadas tecidas independentemente da primeira perna (6);em que a referida segunda perna (6’) inclui um segundo corte (10’) através da segunda perna (6’), o plano do corte sendo perpendicular ao flange plano (2) e perpendicular à segunda perna (6’), o segundo corte (10’) da segunda perna (6’) dividindo a segunda perna (6’) em um terceiro lado (26’) de camadas tecidas independentemente e um quarto lado (28’) de camadas tecidas independentemente, de tal modo que uma camada tecida independentemente de cada um do terceiro e quarto lados (26’, 28’) compreenda fibras de urdidura ou fios que não são tecidos com fibras de trama no terceiro e quarto lados (26’, 28’),cada uma das pluralidades de camadas tecidas independentemente da segunda perna (6’) tendo uma espessura reduzida em um terceiro segmento (12’) do terceiro lado (26’), adjacente ao segundo corte (10’) da segunda perna (6’) e um quarto segmento (14’) do quarto lado (28’), adjacente ao segundo corte (10’) da segunda perna (6’).

6. Pré-forma Tecida Tridimensional (3D) (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as fibras ou fios de urdidura e trama são feitos de um material selecionado dentre o grupo composto por vidro, carbono, cerâmica, aramida e polietileno.

7. Estrutura Compósita Tridimensional (3D) compreendendo a pré-forma conforme definida na reivindicação 1, caracterizada por compreender ainda um material de matriz selecionado a partir do grupo que consiste em: epóxi, bismaleimida, poliéster, vinil-éster, cerâmica e carbono.

8. Método Para Produzir uma Pré-forma conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, compreendendo:tecer fibras ou fios de urdidura com fibras ou fios de trama para formar um flange (2) tendo uma primeira superfície principal (4) e uma ou mais pernas (6) estendendo-se a partir do flange (2), em que ao menos uma parte de uma primeira perna (6) compreende uma pluralidade de camadas tecidas independentemente posicionadas em perpendicular à referida primeira superfície principal (4), ao menos parte de uma das pluralidades de camadas tecidas independentemente compreendendo fibras ou fios de urdidura que não são tecidos com fibras de trama em pelo menos um parte da primeira perna (6); o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende: cortar através da primeira perna (6) com o plano de um corte (10) perpendicular ao flange (2) e perpendicular à primeira perna (6) ao longo do corte (10), o corte (10) dividindo a primeira perna (6) em um primeiro lado (26) de camadas tecidas independentemente e um segundo lado (28) de camadas tecidas independentemente, de tal modo que ao menos uma camada tecida independentemente do primeiro lado (26) e do segundo lado (28) compreenda fibras de urdidura que não são tecidas com fibras de trama;remover uma ou mais da pluralidade de camadas tecidas independentemente para reduzir a espessura de um primeiro segmento (12) do primeiro lado (26) adjacente ao corte (10) e um segundo segmento (14) do segundo lado (28) adjacente ao corte (10); esobrepor parcialmente o primeiro segmento (12) e o segundo segmento (14).

9. Método Para Produzir uma Pré-forma, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda intercalar as camadas tecidas independentemente do primeiro lado (26) com as camadas independentemente tecidas do segundo lado (28).