BR112016012073B1

BR112016012073B1 - Método para impregnar uma pré-forma de fibra e um dispositivo para realizar o método

Info

Publication number: BR112016012073B1
Application number: BR112016012073-6A
Authority: BR
Inventors: Philippe Henrio; Thierry Godon
Original assignee: Snecma; Safran
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2021-10-05
Also published as: JP2016539032A; US10183450B2; CN105793020B; EP3077183A1; CA2930813C; US20160297153A1; CN105793020A; RU2673523C1; FR3014008B1; FR3014008A1; WO2015082801A1; EP3077183B1; BR112016012073A2; CA2930813A1; JP6486932B2

Abstract

método para impregnar uma pré-forma de fibra e um dispositivo para realizar o método. a invenção diz respeito a um método para impregnar uma pré-forma de fibra (10) com uma composição de impregnação (20), o método incluindo as seguintes etapas: a) aplicar um líquido (30) em uma estrutura, a estrutura compreendendo: uma câmara (2) em que uma pré-forma de fibra (10) para impregnar está presente, a câmara (2) sendo definida entre um suporte rígido (3) em que a pré-forma de fibra (10) é colocada e uma parede (4), a parede (4) tendo uma face (4a) adequada faceando a pré-forma de fibra (10); e uma composição de impregnação (20), para impregnar a pré-forma de fibra (10), a composição de impregnação estando presente na câmara (2); o líquido (30) sendo aplicado contra a parede (4) em seu lado oposto da câmara (2), a parede (4) sendo configurada de modo que sua face situada faceando a pré-forma de fibra (10) conserve sua forma durante a aplicação do líquido (30), o líquido aplicado (30) permitindo pressão suficiente a ser criada para mover a parede (4) na direção do suporte rígido (3) e impregnar a pré-forma de fibra (10) com a composição de impregnação (20).

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se a métodos de impregnação de uma pré-forma de fibra com uma composição de impregnação, métodos para densificação de tais pré- formas de fibras impregnadas, e dispositivos associados.

[0002] O método "poli-Flex" é conhecido no qual uma pré-forma de fibra é envolta em ferramentas que tem uma superfície com o perfil desejado para o produto final. A pré-forma é, em seguida, coberta por uma membrana impermeável deformável e resina é injetada entre a membrana e o pré-forma. Pelo outro lado da membrana, a pressão isostática é exercida contra a membrana por um fluido que serve para deformar a face da membrana situada faceando o pré-forma. O fluido força a resina entre as fibras e mantém a pressão durante uma fase de cura da resina. Uma desvantagem do método de "poli-Flex" é que ele permite o perfil e a definição da superfície da parte que está sendo fabricada para ser controlada de um só lado da peça. A superfície da peça resultante que está situada ao lado da membrana pode ser mais áspera e o seu perfil não está sempre sob controle. Consequentemente, o método "poli-flex" pode ser encontrado sendo não inteiramente satisfatório para a fabricação de lâminas de motores de turbina. O método de "poli-Flex" é descrito na US 7 866 969 B2.

[0003] Também é conhecido o método de moldagem de transferência de resina (RTM), no qual o conjunto de ferramentas compreende duas meias-conchas que confinam uma cavidade quando elas são colocadas uma sobre a outra. A pré-forma de fibra é inserida na cavidade entre as duas meias conchas e, em seguida, é injetada com a resina. A resina é polimerizada, mantendo as duas meias conchas fechadas. Uma desvantagem desse método é associada com o encolhimento da resina durante a reticulação, o que pode levar a uma perda de pressão no interior da cavidade e forma microporos que podem afetar a resistência mecânica da peça resultante. Além disso, no método de moldagem de transferência de resina (RTM), é possível a impregnação do pré-forma por a resina ser incompleta. Especificamente, no método, a resina é injetada, através de pontos distintos e que necessita passar através da pré-forma de fibra, de modo a infiltrar-se todo o pré-forma, o que pode conduzir a certas zonas do pré-forma não sendo impregnado.

[0004] Também é conhecido de US 5 382 150, que descreve um método no qual uma pilha de camadas pré-impregnadas é consolidada entre duas meias conchas. O método descrito no documento US 5 382 150 também inclui uma etapa de cura em autoclave, o que pode ser caro.

[0005] Também é conhecido de US 2011/0195230, que descreve a cura de um laminado.

[0006] Existe assim uma necessidade de novos métodos para controlar o perfil e a definição de duas faces opostas de uma pré-forma de fibra impregnada.

[0007] Existe também uma necessidade de novos métodos para controlar o perfil e a definição de duas faces opostas de uma peça de material compósito que compreende um pré-forma de fibras densificado por uma matriz.

[0008] Existe também uma necessidade de dispor de novos métodos que permitam às partes a serem feitas de material compósito e apresentando pouca microporosidade.

[0009] Existe também uma necessidade de dispor novos dispositivos especialmente adaptados para realizar estes métodos.

OBJETO E RESUMO DA INVENÇÃO

[0010] Para este fim, em um primeiro aspecto, a invenção proporciona um método de impregnação de uma pré-forma de fibra com uma composição de impregnação, o método incluindo a etapa seguinte: a) aplicar um fluido sobre uma estrutura, a estrutura compreendendo: • Uma câmara na qual uma pré-forma de fibra para a impregnação está presente, a câmara sendo definida entre um suporte rígido no qual a pré-forma de fibra é colocada e uma parede, a parede tendo uma face situada em frente da pré-forma de fibra; e • Uma composição de impregnação, para impregnar a pré-forma de fibra, a composição de impregnação estando presente na câmara;

[0011] o fluido a ser aplicado contra a parede no seu lado oposto a partir da câmara, a parede sendo configurada de modo a que a sua face situada faceando a pré-forma de fibra conserva a sua forma durante a aplicação do fluido, o fluido aplicado permitindo uma pressão suficiente a ser criada para mover a parede em direção ao suporte rígido e impregnar a pré-forma de fibra com a composição de impregnação.

[0012] O termo "suporte rígido" deve ser entendido no sentido de que o suporte apresenta uma rigidez suficiente para evitar a deformação durante a realização do método da invenção. O suporte rígido transmite, assim, a sua forma para a face da pré-forma impregnada que está situada faceando o referido suporte.

[0013] Além disso, a parede é configurada de modo que a sua face faceando a pré-forma de fibra conserva a sua forma durante a impregnação da pré-forma de fibra pela composição de impregnação, como um resultado do fluido a ser aplicado. Além disso, a parede é configurada de modo que a sua face situada faceando a pré- forma de fibra conserva a sua forma ao mesmo tempo que está sendo aplicada contra a pré-forma de fibra impregnada com a composição de impregnação.

[0014] Assim, a parede faz com que seja possível transmitir a sua forma para a face da pré-forma de fibra impregnada que se situa faceando a parede.

[0015] A presente invenção, portanto, vantajosamente, faz com que seja possível obter pré-formas de fibras que são impregnadas por uma composição de impregnação, mantendo a definição de ambas as faces opostas do pré-forma impregnado. Na presente invenção, o suporte rígido e a parede constituem duas conchas de moldagem para o pré-forma impregnado. Especificamente, o suporte rígido e a parede de ambos apresentam rigidez suficiente para conferir as suas formas para a pré-forma de fibra impregnada e, assim, para a parte que é obtida após a densificação da pré-forma. Em particular, a parede apresenta uma rigidez suficiente para a sua face situada faceando a pré-forma de fibra para conservar a sua forma durante a aplicação do fluido.

[0016] Além disso, a aplicação do fluido, que leva à pressão exercida contra a parede durante a impregnação, vantajosamente, torna possível reduzir o risco de o pré-forma impregnados ser incompleta.

[0017] Uma vez que a impregnação tenha sido realizada, a face da pré-forma de fibra impregnada situada faceando a parede e a face da pré-forma de fibra impregnada situada faceando o suporte rígido pode ter a mesma forma ou podem ter formas diferentes.

[0018] Em uma implementação, a parede pode ser comprimida como um resultado do fluido a ser aplicado, enquanto que a sua face situada faceando a pré- forma de fibra conserva a sua forma. A compressão da parede pode, vantajosamente, ser elástica. A título de exemplo, a compressão da parede pode resultar na espessura da parede ser diminuída em não mais do que 0,1%.

[0019] A menos que indicado em contrário, a espessura da parede é definida como a menor dimensão transversal da parede.

[0020] Em uma variante, a parede é tal que não é comprimida como um resultado do fluido a ser aplicado. Assim, em uma execução, a parede não necessita sofrer qualquer deformação como resultado do fluido sendo aplicado.

[0021] Em uma execução, a parede pode estar na forma de uma membrana, tendo um ou mais elementos de rigidez fixados aos mesmos, por exemplo adesivamente. Os elementos de rigidez podem estar presentes apenas em um dos lados da membrana, ou de uma variante em ambos os lados da membrana. Os elementos de rigidez podem estar presentes ao lado da câmara e/ou ao lado do lado oposto da câmara. A título de exemplo, os elementos de rigidez podem ser na forma de um conjunto de fibras de reforço, as fibras de reforço, incluindo um metal, por exemplo, as fibras de reforço podem ser feitas de aço, por exemplo.

[0022] Preferencialmente, a parede pode apresentar um módulo de Young compreendido entre 1 gigapascal (GPa) de 250 GPa, de preferência na faixa de 50 GPa a 200 GPa.

[0023] A título de exemplo, a espessura da parede pode estar na faixa de 0,5 milímetros (mm) de 50 mm.

[0024] Em uma modalidade, a parede pode incluir, e em especial, ser constituída por, um material selecionado a partir de: um composto de metal, p.ex. aço; metais, p.ex. alumínio; materiais compósitos com uma resina termoendurecível ou uma resina termoplástica ou uma resina de cerâmica (isto é, uma resina com enchimento com um pó cerâmico); resinas orgânicas opcionalmente reforçadas; resinas termoendurecíveis ou resinas termoplásticas; cerâmica, por exemplo óxido de alumínio, os materiais sólidos, sob a forma de espumas; e suas misturas.

[0025] Os materiais utilizados para a constituição da parede são naturalmente adequados para utilização no contexto do método da invenção, e em particular, eles são compatíveis com a temperatura utilizada durante o processo da presente invenção.

[0026] Em uma execução, a parede pode ser constituída por um único material. Em uma variante, a parede pode compreender uma pluralidade de materiais diferentes.

[0027] Em uma aplicação, antes da etapa a), o método pode incluir uma etapa de injetar a composição de impregnação para dentro da câmara.

[0028] Em uma aplicação, a composição de impregnação pode ser injetada para dentro da câmara depois de colocar a pré-forma de fibra sobre o suporte, e a composição de impregnação pode ser injetada entre a pré-forma de fibra e a parede.

[0029] Em uma implementação, a pré-forma de fibra não necessita ser impregnada com a composição de impregnação, antes de ser aplicado o fluido. Sob tais circunstâncias, a aplicação do fluido serve para implementar impregnação parcial ou completa da pré-forma de fibra com a composição de impregnação.

[0030] Em uma variante, a pré-forma de fibra pode já ser parcialmente impregnada com a composição de impregnação, antes de aplicar o fluido. Sob tais circunstâncias, a aplicação do fluido serve para aumentar a impregnação da pré- forma de fibra com a composição de impregnação, e por meio de exemplo, para garantir que a pré-forma de fibra seja impregnada completamente com a composição de impregnação.

[0031] Assim, após a aplicação do fluido, a impregnação da pré-forma de fibra com a composição de impregnação pode ser completa ou parcial.

[0032] A pré-forma de fibra pode ser de qualquer tipo. A título de exemplo, a pré- forma de fibra pode ser uma pré-forma de fibra tecida, por exemplo uma pré-forma de fibra de tecido 3D.

[0033] A título de exemplo, a pré-forma de fibra pode ter fibras nela presentes que são feitas de cerâmica, por exemplo de carboneto de silício (SiC), de óxido de alumina, e/ou fibras sintéticas de carbono, vidro, ou de aramida.

[0034] Em uma aplicação, a composição de impregnação, antes da aplicação do líquido, pode sobrepor-se a pré-forma de fibra a pelo menos metade do comprimento da pré-forma de fibra. Assim, antes da aplicação do fluido, a composição de impregnação pode se sobrepor a pré-forma de fibra a pelo menos 50%, e de preferência pelo menos 75%, mais preferivelmente substancialmente todo o comprimento da pré-forma de fibra.

[0035] A menos que especificado em contrário, o comprimento da pré-forma de fibra corresponde à sua dimensão mais longa.

[0036] O fato da composição de impregnação ser distribuída através da maior parte do comprimento do pré-forma permite, vantajosamente, a pré-forma deve ser infiltrada por uma grande área, consequentemente tornando-se possível obter impregnação que é melhorada, em particular em comparação com o Método de moldagem de transferência de resina (RTM). Além disso, este faz com que seja possível utilizar resinas que são relativamente viscosas e resinas termoplásticas tais como, possivelmente, polieteretercetona (PEEK), a fim de realizar a impregnação, assim, vantajosamente, permitindo tempo de fabricação sendo encurtado.

[0037] A título de exemplo, a composição de impregnação pode ser uma resina, por exemplo uma resina termoendurecível, por exemplo um epóxi, bismaleimida, poliimida, poliéster, ou uma resina vinílica.

[0038] Em uma variante, a composição de impregnação pode ser uma cerâmica de deslizamento, isto é, um pó de cerâmica presente em uma solução aquosa, o óxido de alumina compreendendo pó, a título de exemplo.

[0039] O fluido é de preferência um líquido. O fluido pode ser diferente da composição de impregnação. O fluido aplicado contra a parede preferencialmente não entra em contato com a composição de impregnação. O fluido aplicado contra a parede preferencialmente não penetra no interior da câmara.

[0040] A título de exemplo, o fluido pode ser selecionado a partir de: água, óleos, p.ex. óleos orgânicos ou óleos de silicone, e suas misturas.

[0041] Em uma variante, o fluido pode ser um gás sob pressão, do qual o gás pode ser selecionado, por exemplo a partir de: ar comprimido e nitrogênio.

[0042] Em uma aplicação, a estrutura pode também incluir uma membrana impermeável sobre a parede, e a parede pode estar situada entre a câmara e a membrana impermeável, e o fluido pode ser aplicado contra a membrana impermeável no seu lado oposto a partir da câmara.

[0043] Em uma execução, a membrana impermeável pode cobrir toda a parede.

[0044] A membrana impermeável é impermeável ao fluido aplicado. A membrana impermeável pode ser flexível. Em outras palavras, a aplicação do fluido contra a membrana impermeável pode permitir que a membrana impermeável seja deformada de modo que ela tome a forma da parede.

[0045] Preferencialmente, a membrana impermeável pode incluir, e em especial, ser constituída por um material selecionado a partir de: silicones opcionalmente reforçados; polímeros termoplásticos, por exemplo poliamida, polietileno politereftalato (PET), Teflon® (PTFE), ou poli-imida; e suas misturas.

[0046] A membrana impermeável pode ser uma única camada ou de uma variante pode ser uma membrana de múltiplas camadas. A camada(s) que constituem a membrana impermeável podem ser na forma de uma película. A membrana impermeável pode ser feita de um único material. Em uma variante, a membrana impermeável pode compreender uma pluralidade de materiais diferentes. Em uma execução, a membrana impermeável é sob a forma de uma folha de metal, por exemplo feita de titânio, a folha, eventualmente, apresentando uma espessura de vários décimos de milímetro.

[0047] Em uma execução, a membrana impermeável pode já estar em contato com a parede, mesmo antes do fluido ser aplicado. Em uma variante, a membrana impermeável é colocada em contato com a parede, depois de o fluido ter sido aplicado. Em ainda uma outra variante, uma camada intermediária pode estar presente entre a parede e a membrana impermeável, de modo a evitar o contato entre a parede e a membrana impermeável.

[0048] A presente invenção também proporciona um método de fabricação de uma parte compreendendo um pré-forma de fibras densificadas por uma matriz, sendo o processo caracterizado pelo fato de compreender a etapa seguinte: b) densificação de uma pré-forma de fibra que tenha sido impregnada por uma composição de impregnação que é um precursor da matriz de densificação, a fim de obter uma parte que compreende um pré-forma de fibras densificadas por uma matriz, o pré-forma impregnado sendo obtido através da realização de um método, tal como definido acima.

[0049] Como mencionado acima para o pré-forma impregnado, o suporte rígido serve para transmitir a sua forma para a face da parte situada faceando o referido suporte. Da mesma forma, a parede permite a sua forma para ser transmitida para a face da parte situada faceando a parede. Especificamente, a parede é configurada de modo que a sua face situada faceando a pré-forma de fibra conserva a sua forma durante a etapa de compressão. A parede e o suporte rígido agem, assim, como conchas de moldagem, que permitem aos perfis das duas faces opostas da peça a serem controlados.

[0050] A face da peça resultante situada de frente para a parede e a face da peça resultante situada de frente para o suporte rígido pode ter a mesma forma, ou podem ter formas diferentes.

[0051] Em uma execução, a densificação pode ser realizada enquanto se mantém a pressão exercida pela parede sobre o pré-forma impregnado como um resultado da aplicação do fluido.

[0052] A manutenção de pressão isostática na parede durante a densificação vantajosamente faz com que seja possível evitar poros sendo formados por uma fase gasosa sendo precipitada na composição de impregnação, e, consequentemente, permite que a resistência mecânica da peça resultante seja aumentada.

[0053] A título de exemplo, a parte pode constituir uma lâmina de motor de turbina, de preferência, uma pá de ventilador.

[0054] A pré-forma de fibra impregnada pode ser densificada por cura da composição de impregnação. Vantajosamente, a cura da composição de impregnação não necessita ser realizada dentro de uma autoclave.

[0055] O fato de se evitar a cura dentro de uma autoclave, vantajosamente, faz com que seja possível reduzir o custo de realizar a etapa de densificação.

[0056] A presente invenção também proporciona um dispositivo para realizar o método acima definido, o dispositivo compreendendo: • Uma estrutura que inclui uma câmara definida entre um suporte rígido e uma parede, a parede tendo uma face situada faceando o suporte rígido, a câmara que define um volume interno no qual uma pré-forma de fibra impregnada por uma composição de matriz precursora de impregnação é para estar presente, a câmara sendo configurada para ser submetida a um tratamento térmico para fins de densificação da pré-forma de fibra; e • Um dispositivo de injeção de fluido configurado para aplicar um fluido de encontro à parede no seu lado oposto a partir da câmara;

[0057] o dispositivo sendo configurado de modo a que a aplicação do fluido contra a parede no seu lado oposto a partir da câmara não altera a forma da face da parede situada faceando o suporte rígido e gera uma pressão suficiente sobre a parede para movê-la para o apoio e reduzir o volume interno da câmara.

[0058] Em uma modalidade, o dispositivo de injeção de fluido pode ser configurado para aplicar um líquido contra a parede no seu lado oposto a partir da câmara.

[0059] Em uma modalidade, a estrutura pode também incluir uma membrana impermeável sobre a parede, e a parede pode estar situada entre a câmara e a membrana impermeável, e o dispositivo de injeção de fluido pode ser configurado para aplicar o fluido de encontro à membrana impermeável sobre o seu lado oposto a partir da câmara.

[0060] Em uma modalidade, o dispositivo pode também incluir um elemento de aquecimento configurado para executar o tratamento térmico da composição de impregnação permitindo que a pré-forma de fibra seja densificada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0061] Outras características e vantagens da invenção aparecerão a partir da descrição seguinte de implementações específicas da invenção dadas como exemplos não limitativos e com referência aos desenhos anexos, nos quais: • A Figura 1 é uma vista parcial e esquemática da pré-forma de fibra que é para ser impregnada pelo método da invenção, mostrada colocada em um dispositivo da invenção; • A Figura 2 é uma vista parcial e esquemática do conjunto da Figura 1 depois de injetar a composição de impregnação; • A Figura 3 é uma vista parcial e esquemática do conjunto da Figura 2 após a aplicação do fluido; • A Figura 4 é uma vista parcial e esquemática do conjunto obtido após a impregnação a pré-forma de fibra com a composição de impregnação; e • A Figura 5 é uma vista parcial e esquemática da peça obtida após a cura da composição de impregnação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS IMPLEMENTAÇÕES

[0062] Com referência às Figuras 1 a 4, segue-se uma descrição das várias etapas de um método de impregnação da invenção.

[0063] A Figura 1 mostra um dispositivo 1 da invenção compreendendo um suporte rígido 3 em que a pré-forma de fibra 10 é colocada. Uma câmara 2, em que a pré-forma de fibra 10 está presente é definida pelo suporte rígido 3 e a parede 4. Além disso, a câmara 2 é definida por paredes laterais 9a e 9b do suporte 3. Conforme mostrado, a câmara 2 tem um volume vazio 17 situado entre a pré-forma de fibra 10 e a parede 4. A parede 4 apresenta uma face 4a situada de frente para a pré-forma de fibra 10.

[0064] A parede 4 pode ser movida relativamente ao suporte 3 quando uma pressão suficiente é exercida sobre ela. No exemplo mostrado, a parede 4 tem duas extremidades 8a e 8b cooperando com as paredes laterais 9a e 9b. Extremidades 8a e 8b em cooperação com as paredes laterais 9a e 9b servem para guiar a parede 4 em relação ao suporte 3. A título de exemplo, estas extremidades 8a e 8b podem constituir extremidades que se estendem para cima, como mostrado. Não ultrapassa o escopo da presente invenção as extremidades 8a e 8b serem de alguma outra forma adequadas para cooperar com as paredes 9a e 9b, a fim de permitir que a parede 4 se mova em relação ao suporte 3.

[0065] No exemplo mostrado, uma membrana impermeável 5 cobre a parede 4, a parede 4 estando situada entre a câmara 2 e a membrana impenetrável 5. A título de exemplo, a membrana impenetrável 5 pode estar nivelada com a parede 4. Como mostrado, a membrana impenetrável 5 pode cobrir a parede 4 na íntegra. Não ultrapassando o escopo da presente invenção para a membrana impenetrável 5 sendo omitida.

[0066] Em frente da câmara 2, o dispositivo 1 inclui também uma cavidade 6 que recobre a parede 4. A cavidade 6 pode ser definida por uma tampa 7. Tal como descrito em detalhe abaixo, a cavidade 6 é para o enchimento com o fluido quando se realiza o método de impregnação da invenção. O dispositivo 1 também inclui um dispositivo de injeção do fluido (não representado) permitindo que o fluido seja aplicado no interior da cavidade 6.

[0067] A Figura 2 mostra o dispositivo da Figura 1 como obtido após a realização de uma etapa de injetar uma composição de impregnação sob a forma de uma resina 20 para dentro da câmara 2. Como mostrado, a resina 20 é injetada para dentro do volume vazio 17 da câmara 2. No exemplo mostrado, a resina foi injetada 20 após a colocação da pré-forma de fibras 10 sobre o suporte 3 entre a pré-forma 10 e a parede 4. Em uma variante que não é mostrada, a composição de impregnação pode estar presente entre o pré-forma de fibras e o suporte. Assim, em uma variante que não é mostrada, a composição de impregnação pode ser inserida para dentro da câmara antes de colocar a pré-forma de fibra na parte superior da mesma.

[0068] Uma vez que a resina 20 tiver sido injetada, pode sobrepor-se a pré-forma de fibra 10 ao longo de substancialmente todo o comprimento L da pré-forma de fibra 10.

[0069] Como mencionado acima, uma tal configuração permite vantajosamente a resina 20 a se infiltrar na pré-forma 10 sobre uma área grande, melhorando assim a impregnação.

[0070] A título de exemplo, quando a parte que está sendo obtida é uma pá de ventilador, a resina 20, antes de aplicar o fluido, pode ser situada ao lado da face da pré-forma de fibra 10 que é para formar o lado de sucção da lâmina.

[0071] A camada de resina 20 presente na câmara 2 e não impregnação do pré- forma de fibras 10 pode apresentar uma espessura e, como mostrado.

[0072] Uma vez que a resina 20 está presente na câmara 2, o fluido 30, por exemplo um líquido, é injetado para dentro da cavidade 6 pelo dispositivo de injeção de fluido. O conjunto que é obtido após a adição do fluido 30 para a cavidade 6 é mostrado na Figura 3. O fluido 30 é aplicado contra a parede 4 no seu lado oposto a partir da câmara 2. Em outras palavras, uma vez que o fluido 30 é aplicado contra o 4 da parede, a parede 4 está presente entre a câmara 2 e o fluido 30. No exemplo mostrado, o fluido 30 é pressionado contra a parede 4, uma vez que injeção da resina 20 para dentro da câmara 2 foi terminada. Além disso, no exemplo mostrado, uma vez que o fluido 30 tiver sido aplicado, a membrana impermeável 5 está presente entre o fluido aplicado 30 e a parede 4.

[0073] O fluido sob pressão 30 exerce pressão sobre a parede 4 através da membrana impermeável 5. A pressão isostática do fluido 30 força a resina 20 através da pré-forma de fibra 10, movendo a parede 4 para o suporte 3, e empurra a parede contra a pré-forma 4 10.

[0074] A aplicação do fluido 30 não altera a forma da parede 4, uma vez que é suficientemente rígida para a sua forma de permanecer inalterado pela aplicação do fluido 30. Assim, a aplicação do fluido 30 faz com que a parede 4 mova o suporte no sentido 3 sem alterar a forma da parede 4. Em particular, a 4a face da parede 4 situada faceando a pré-forma de fibra 10 conserva a sua forma após a aplicação do fluido. Como mostrado, a extremidades 8a e 8b da parede 4 movem em direção ao suporte 3 como um resultado do fluido 30 sendo aplicado. A parede 4 apresenta a mesma forma em toda a etapa de impregnação do pré-forma de fibras 10 com a resina 20.

[0075] O movimento da parede 4, como um resultado da aplicação do fluido 30 conduz a uma redução no volume da câmara 2. Como mostrado, a espessura e da camada de resina 20 presente na câmara 2 e não impregnação do pré-forma de fibras 10 diminui progressivamente, como resultado da pressão exercida pelo fluido 30. Paralelamente, a parte dianteira 21 de impregnação da resina 20 no interior da pré-forma 10 avança ao longo da espessura do pré-forma 10 por causa da pressão exercida pelo fluido 30. A impregnação da frente 21 da resina 20 na pré-forma 10 avança no sentido do percurso da parede 4, como mostrado.

[0076] Uma vez que o pré-forma 10 é completamente impregnado por resina 20, o resultado mostrado na Figura 4 é obtido. Como mencionado acima, o suporte 3 é suficientemente rígido para transmitir o formato da face 3a de suporte faceando 3 a face 10b da pré-forma impregnada. A parede 4 é suficientemente rígida para conferir a forma da face de parede 4a do revestimento 4 da face 10a da pré-forma impregnada. No exemplo mostrado, as faces 10a e 10b em frente não têm a mesma forma, em particular, elas não têm a mesma curvatura.

[0077] A Figura 4 mostra o dispositivo 1 enquanto curando da resina 20. A pressão isostática do fluido 30 propaga-se na pré-forma impregnada com resina e a pressão exercida pelo fluido 30 é mantida enquanto a reticulação da resina.

[0078] A Figura 5 mostra o resultado que é obtido após a densificação de uma pré-forma de fibra que foi impregnada com uma resina que é um precursor de uma matriz de densificação. Como mostrado, uma parte 40 que é obtida compreende a pré-forma de fibra com densidade aumentada por uma matriz. O suporte 3 é suficientemente rígido para conferir a forma da face 3a do suporte faceando 3 a face 40b da parte 40. A parede 4 é suficientemente rígida para conferir a forma da face de parede 4a do revestimento 4 para a face 40a da parte 40. No exemplo mostrado, as faces 40a e 40b em frente não têm a mesma forma, e, em particular, elas não têm a mesma curvatura. Como mostrado, a parede 4 atua durante a cura da resina para manter uma pressão isostática usando o fluido 30 aplicado contra a parede 4. O fluido 30 pode ser afetado pela etapa de densificação. Em outras palavras, o fluido 30 não necessita de mudar de forma durante a etapa de compressão.

[0079] O dispositivo 1 pode incluir um elemento aquecedor (não mostrado) para a execução do tratamento térmico que possibilita a resina a ser transformada em uma matriz de densificação.

[0080] A peça resultante 40 pode constituir uma lâmina de motor de turbina, de preferência uma pá do ventilador.

[0081] O método da invenção torna possível, vantajosamente, controlar a forma das faces opostas 40a e 40b da peça resultante 40, em particular como um resultado do uso da parede 4 e o suporte rígido 3.

EXEMPLOS

[0082] Exemplo 1 (aplicando um líquido)

[0083] Uma pré-forma da fibra, incluindo fibras de carbono e sob a forma de uma placa com as dimensões de 100 x 100 x 10 mm3 foi colocada em uma câmara definida entre um suporte rígido feito de aço e com as dimensões de 150 x 150 x 50 mm3 e uma parede do mesmo modo feita de aço e com uma espessura de 2 mm.

[0084] Depois disso, um volume de 40 centímetros cúbicos (cm3) de resina do tipo epóxi PR520 foi injetado para dentro da câmara.

[0085] Posteriormente, o óleo foi aplicado contra a parede oposta da câmara de modo a exercer uma pressão de 4 bar e impregnar a pré-forma com a resina.

[0086] Após impregnação, uma placa foi obtida tendo um teor em volume de fibras de carbono igual a 60%. A temperatura aplicada durante a impregnação foi de 160 ° C.

[0087] Em seguida, uma etapa de aumento da densidade da pré-forma de fibra impregnada foi realizada por aquecimento a 180 ° C de modo a reticular a resina completamente.

[0088] Exemplo 2 (a aplicação de um gás)

[0089] Uma pré-forma da fibra, incluindo fibras de carbono e sob a forma de uma placa com as dimensões de 100 x 100 x 10 mm3 foi colocada em uma câmara definida entre um suporte rígido feito de aço e com as dimensões de 150 x 150 x 50 mm3 e uma parede do mesmo modo feita de aço e com uma espessura de 2 mm.

[0090] Depois disso, um volume de 40 cm3 de resina do tipo epóxi PR520 foi injetada para dentro da câmara.

[0091] Depois disso, o ar comprimido foi aplicado contra a parede oposta da câmara de modo a exercer uma pressão de 4 bar e impregnar a pré-forma com a resina.

[0092] Após impregnação, uma placa foi obtida tendo um teor em volume de fibras de carbono igual a 60%. A temperatura aplicada durante a impregnação foi de 160 °C.

[0093] Em seguida, uma etapa de aumento da densidade da pré-forma de fibra impregnada foi realizada por aquecimento a 180 °C de modo a reticular a resina completamente.

[0094] O termo "compreendendo/contendo um" deve ser entendido como "compreende/que contém pelo menos um".

[0095] O termo "encontra-se no intervalo de ... a ..." deve ser entendido como incluindo os limites da faixa.

Claims

1. Método para impregnar uma pré-forma de fibra (10) com uma composição de impregnação (20), o método caracterizado pelo fato de incluir a seguinte etapa: a) aplicar um líquido (30) em uma estrutura, a estrutura compreendendo: • uma câmara (2) em que a pré-forma de fibra (10) para impregnar está presente, a câmara (2) sendo definida entre um suporte rígido (3) em que a pré-forma de fibra (10) está colocada e uma parede (4), a parede (4) tendo uma face (4a) situada faceando a pré-forma de fibra (10); e • uma composição de impregnação (20), para impregnar a pré-forma de fibra (10), a composição de impregnação estando presente na câmara (2); o líquido (30) sendo aplicado contra a parede (4) em seu lado oposto da câmara (2), a parede (4) sendo configurada de modo que sua face (4a) situada faceando a pré-forma de fibra (10) conserva sua forma durante a aplicação do líquido (30), o líquido aplicado (30) permitindo pressão suficiente a ser criada para mover a parede (4) na direção do suporte rígido (3) e impregna a pré-forma de fibra (10) com a composição de impregnação (20).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, antes da etapa a), ele inclui uma etapa de injeção da composição de impregnação (20) na câmara (2).

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a composição de impregnação (20) é injetada na câmara (2) após colocar a pré- forma de fibra (10) no suporte (3), e em que a composição de impregnação (20) é injetada entre a pré-forma de fibra (10) e a parede (4).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, antes de aplicar o líquido (30), a composição de impregnação (20) é superposta na pré-forma de fibra (10) por pelo menos metade do comprimento L da pré-forma de fibra (10).

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a estrutura também inclua uma membrana impermeável (5) cobrindo a parede (4), e em que a parede (4) está situada entre a câmara (2) e a membrana impermeável (5), e em que o líquido (30) é aplicado contra a membrana impermeável (5) em seu lado oposto da câmara (2).

6. Método para fabricar uma parte (40) compreendendo uma pré-forma de fibra densificada por uma matriz, o método sendo caracterizado pelo fato de que inclui a seguinte etapa: b) densificar uma pré-forma de fibra (10) que tenha sido impregnada por uma composição de impregnação (20) que é um precursor de matriz de densificação de modo a obter uma parte (40) compreendendo uma pré-forma de fibra densificada por uma matriz, a pré-forma impregnada sendo obtida realizando um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a densificação é realizada enquanto mantendo a pressão exercida pela parede (4) na pré-forma impregnada como um resultado da aplicação do líquido (30).

8. Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a parte (40) constitui uma lâmina de motor de turbina.

9. Dispositivo (1) para realizar um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, o dispositivo (1) caracterizado pelo fato de que compreende: • uma estrutura incluindo uma câmara (2) definida entre um suporte rígido (3) e uma parede (4), a parede (4) tendo uma face (4a) situada faceando o suporte rígido (3), a câmara (2) definindo um volume interno em que uma pré-forma de fibra (10) impregnada por uma composição de impregnação de precursor de matriz (20) é para estar presente, a câmara (2) sendo configurada para ser sujeita ao tratamento térmico para fins de densificação da pré-forma da fibra (10); e •um dispositivo de injeção de líquido configurado para aplicar um líquido (30) contra a parede (4) em seu lado oposto da câmara (2); • o dispositivo (1) sendo configurado de modo que a aplicação do líquido (30) contra a parede (4) em seu lado oposto da câmara (2) não muda a forma da face (4a) da parede (4) situada faceando o suporte rígido (3) e gera pressão suficiente na parede (4) para mover em direção do suporte (3) e reduz o volume interno da câmara (2).

10. Dispositivo (1), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a estrutura ainda inclui uma membrana impermeável (5) cobrindo a parede (4), e em que a parede (4) é situada entre a câmara (2) e a membrana impermeável (5), e em que o dispositivo de injeção de líquido é configurado para aplicar o líquido (30) contra a membrana impermeável (5) em seu lado oposto da câmara (2).

11. Dispositivo (1), de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que ainda inclui um elemento aquecedor configurado para realizar tratamento térmico na composição de impregnação (20) permitindo pré-forma da fibra a ser densificada.