BR112016026843B1 - Estrutura com núcleo de favo, processo para a produção de um componente de sanduiche compreendendo uma estrutura com núcleo de favo e componente sanduíche - Google Patents

Estrutura com núcleo de favo, processo para a produção de um componente de sanduiche compreendendo uma estrutura com núcleo de favo e componente sanduíche Download PDF

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Günter WOLFSBERGER
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Abstract

estrutura com núcleo de favo. uma estrutura com núcleo de favo, compreendendo pelo menos dois núcleos de favo (1, 2) e uma camada de ligação (3) disposta entre os núcleos de favo (1, 2), onde a camada de ligação (3) é permeável ao gás, e apenas na região das nervuras dos núcleos de favo (1, 2) apresenta cola para a colagem com os núcleos de favo (1, 2), e um processo para a produção de uma estrutura com núcleo de favo, e um processo para a produção de um componente sanduíche com uma estrutura com núcleo de favo, e tal componente sanduíche.

Description

Campo da Invenção
[001] A presente invenção refere-se a uma estrutura com núcleo de favo, abrangendo pelo menos dois núcleos de favo e uma camada de ligação disposta entre os núcleos de favo. A presente invenção também se refere a um processo para a produção de tal estrutura com núcleo de favo e a um processo para a fabricação de um componente sanduíche, e a tal componente sanduíche.
Estado da Técnica
[002] Núcleos de favo usualmente são usados como camada cen tral entre duas camadas de cobertura em uma estrutura sanduíche que pode ser usada, por exemplo, na indústria automobilística como componente da carroceria. Na maioria das vezes são produzidos componentes planos, cuja forma, caso necessário, pode ser ajustada em uma prensa de moldagem. Por meio da prensagem de um núcleo de favo (processo "crush core"), porém, a resistência do núcleo de favo é diminuída, tampouco são economizados custos de material e peso em regiões de espessura reduzida.
[003] Para a produção de formas tridimensionais complexas de componentes sanduíches e dos respectivos núcleos de favo, por exemplo, núcleos de favo com saltos de espessura, é conhecido, produzir um núcleo de favo de acordo com a espessura maior desejada e depois, recortar o núcleo de favo nas regiões onde é desejada uma espessura menor. Nisso, porém, frequentemente surge refugo considerável que não pode ser aproveitado para mais nada.
[004] Também é conhecido colar dois ou vários núcleos de favo planos ("bidimensionais") uns aos outros, por exemplo, de diferentes tamanhos, sendo que uma colagem das nervuras entre si tecnicamente quase que não é realizável e que por esta razão uma camada intermediária com aplicação de cola em ambos os lados é usada entre os núcleos de favo, pelo menos, uma película adesiva ou papel adesivo. Porém, os núcleos de favo "tridimensionais" com esta estrutura somente podem ser processados posteriormente com restrições, uma vez que a camada intermediária é um obstáculo para alguns processos, tais como uma moldagem posterior em ferramentas de prensagem.
Sumário da Invenção
[005] A presente invenção tem a tarefa de fornecer uma estrutura com núcleo de favo que pode formar estruturas tridimensionais e que também pode ser posteriormente processada de modo flexível, também deve apresentar um processo para a fabricação de tal estrutura com núcleo de favo, bem como um processo pertencente para a produção de um componente sanduíche de tal estrutura com núcleo de favo, e o respectivo componente sanduíche.
[006] A solução da tarefa ocorre por meio de uma estrutura com núcleo de favo compreendendo pelo menos dois núcleos de favo e uma camada de ligação disposta entre os núcleos de favo, onde a camada de ligação é permeável ao gás, apresentando apenas na região das nervuras dos núcleos de favo cola para a colagem com os núcleos de favo.
[007] Portanto, de acordo com a presente invenção, uma camada de ligação é usada como camada intermediária entre os dois núcleos de favo para ligar estes uns aos outros, porém, a cola não é aplicada em toda a superfície da camada de ligação, e esta, de uma maneira geral, é feita permeável a gás. Com isto é garantido que os dois núcleos de favo são ligados entre si de modo permeável ao gás, permeável ao ar, de modo que um meio contido nos espaços ocos entre as nervuras dos núcleos de favo, tal como, o ar, pode passar através da camada de ligação, com o que também se torna possível uma compensação de pressão entre os núcleos de favo. Em virtude da aplicação de cola de modo permeável ao gás na região das extremidades das nervuras, com vantagem, um núcleo de favo de acordo com a presente invenção pode ser comprimido posteriormente, uma vez que devido ao efeito de reforço da cola as respectivas extremidades de nervuras internas são reforçadas, e com isso, as extremidades das nervuras voltadas para uma superfície externa do componente, eventualmente visível posteriormente, podem ser comprimidas de uma maneira mais forte, assim podendo preparar uma qualidade melhor da superfície visual.
[008] É lógico que, de acordo com a presente invenção, também podem ser juntadas mais do que duas camadas de núcleos de favo, sendo que, de preferência, são respectivamente usadas camadas de ligação permeáveis ao gás entre as camadas de núcleos de favo vizinhos.
[009] Preferencialmente, os núcleos de favo são colados com a camada de ligação apenas nas suas extremidades de nervuras.
[010] Como formas de núcleo de favo podem ser usadas todas as formas geométricas imagináveis que apresentam espaços ocos e nervuras, por exemplo, em forma de favo de mel ou ondulada ou redonda, triangular, retangular, quadrada, trapezoidal, poligonal etc., sendo que no caso (dentro de um núcleo de favo) não precisam ser formas que se repetem regularmente.
[011] Preferencialmente, pelo menos em um dos núcleos de favo, as extremidades das nervuras são afastadas da camada de ligação e são comprimidas pelo menos em algumas zonas, e, de preferência, as extremidades das nervuras voltadas para a camada de ligação, a mesma zona, são comprimidas menos, especialmente não são comprimidas nem um pouco. "Zona", no caso, significa um segmento do núcleo de favo na sua extensão longitudinal, isto é, normal na construção das camadas da estrutura com núcleo de favo. Dessa forma, um componente sanduíche com tal estrutura com núcleo de favo pode apresentar uma superfície com alta qualidade na região das extremidades do núcleo de favo comprimidas.
[012] É vantajoso que os dois núcleos de favo podem ter uma con figuração diferente um do outro, assim podendo ser equipados com pro-priedades diferentes. Em especial, núcleos de favo com formas de favos, tamanhos de favos, orientação de favos e/ou material de favos diferentes podem ser empilhados e ligados uns aos outros. Isto é vantajoso principalmente porque dessa forma o futuro componente acabado pode ser equipado parcialmente com diferentes propriedades funcionais ou de componentes. Por um lado, o componente precisa apresentar uma determinada resistência e rigidez necessárias, por outro lado, porém, precisa conter em determinados pontos zonas macias, mais facilmente deformáveis, como é vantajoso, por exemplo, para evitar ferimentos em colisões com pedestres.
[013] De preferência, a camada de ligação é uma camada compre endendo fibras, especialmente um material de fibras, por exemplo, um material de produtos semiacabados de fibras, de tecido, trançado, malha, tela, esteiras e/ou não tecidos, onde as fibras podem ser, por exemplo, fibras naturais, por exemplo, fibras de linho, cânhamo ou bambu ou fibras de vidro, fibras de carbono, fibras de cerâmica, fibras têxteis ou fibras sintéticas. Também reforços com papel ou nano-partículas são possíveis. Também seria possível que a camada de ligação consista completamente de papel ou papelão ou de um outro material na base de celulose. Para isso, porém, é necessário que as regiões entre as nervuras sejam permeáveis ao gás. Nisso, a camada de ligação pode consistir de uma ou de várias camadas de material de fibras ou de material de produtos semiacabados de fibras.
[014] Preferencialmente, a camada de ligação é reforçada por fi bras curtas ou fibras longas. Em especial pode o material compreender nanopartículas.
[015] Os núcleos de favo preferencialmente são núcleos de papel, núcleos de papelão ou de outros materiais na base de celulose, mas também podem ser núcleos de material sintético, tal como PU, PP, e algo semelhante, ou de metal, madeira ou material espumado.
[016] Os núcleos de favo podem apresentar nervuras com dispo sição em forma de favos de mel de abelha ou com disposição ondulada. Porém, as nervuras também podem formar células redondas, triangulares, retangulares, quadradas, trapezoidais ou poligonais.
[017] Um processo de acordo com a presente invenção para a pro dução de uma estrutura com núcleo de favo, de preferência, compreende as etapas: - preparação dos dois núcleos de favo e da camada de ligação; - aplicação de cola nas extremidades de nervuras dos dois núcleos de favo; - junção dos núcleos de favo com a camada de ligação disposta entre eles, ou seja, em cada um dos dois lados da camada de ligação é juntado um núcleo de favo.
[018] A "junção" pode ocorrer especialmente por meio de coloca ção de um sobre o outro, sendo que de preferência, também ocorre um apertar ou uma prensagem da pilha.
[019] No caso, especialmente esteiras de fibra seca podem ser usadas como camada de ligação.
[020] Em vez de aplicar a cola nas extremidades de nervuras dos dois núcleos de favo, a cola também pode ser aplicada na camada de ligação na região das extremidades de nervuras dos dois núcleos de favo. Isto pode acontecer especialmente com o uso de material de fibra pré-impregnado, onde, porém, as regiões entre as nervuras são permeáveis ao gás.
[021] A cola preferencialmente é aplicada nas nervuras e/ou na camada de ligação, de preferência, nas nervuras de ambos os núcleos de favo, por meio de laminação, pulverização, escovação ou imersão.
[022] Depois da junção dos núcleos de favo com a camada de li gação, de preferência, cabe esperar para que o componente fique levemente gelificado, até que a cola tenha alcançada uma resistência pre- definida, de preferência especial, porém, não tempo demais até que a cola já esteja completamente solidificada.
[023] Depois, de preferência, o componente, precisamente a pilha formada pelos núcleos de favo com a camada de ligação colocada entre eles, é coberto com o material de fibra seco, em um ou nos dois lados, isto é, em cima e/ou em baixo da pilha, por exemplo, envolto, onde o material de fibra pode apresentar uma saliência sobre os núcleos de favo, ou também não apresenta nenhuma saliência. Em seguida, o material de fibra é impregnado pulverizado e/ou umedecido com uma matriz, de preferência, com uma matriz PUR. Com isto podem ser obtidas especialmente camadas de cobertura e, dessa forma, pode ser produzido um componente sanduíche.
[024] Como matriz ou material de matriz são aplicados preferenci almente materiais sintéticos termoplásticos ou duroplásticos.
[025] Como cola para a colagem da camada de ligação com os núcleos de favo pode ser usado o material de matriz, ou também uma outra cola.
[026] Material de fibra, no caso, tanto pode ser material composto de fibra como também material de produto semiacabado de fibra.
[027] Material de fibra é, por exemplo, tecido, trançado, malha, tela, esteira e/ou não tecido, onde as fibras consistem, por exemplo, de fibras naturais, fibras de linho, fibras de vidro, fibras de carbono, fibras sintéticas, fibras cerâmicos ou fibras têxteis.
[028] O material de fibra já pode conter ou não uma matriz, espe cialmente pode a matriz ser um material consistindo de dois ou mais componentes, tal como resina com acelerador. Nisso, também o uso de material sintético ou de resina sintética é possível que já tenha uma mistura de fibras e que assim é aplicado na pilha de núcleos de favo e camada de ligação como camada de cobertura.
[029] No lugar de material de fibra seco, o núcleo de favo de papel também já pode ser coberto ou envolvido no lado superior e no lado inferior, por exemplo, por um material de fibra previamente impregnado com uma matriz (prepreg), por exemplo, um material sintético termoplástico.
[030] Também a aplicação de um material de matriz de fibra ainda líquido seria possível para a criação de uma camada de cobertura.
[031] Em seguida, o componente pode ser moldado por prensa gem em uma ferramenta de moldagem por prensagem, de preferência, aquecida.
[032] Através da prensagem, o componente sanduíche pode ser colocado na sua forma definitiva ou adquirir um contorno tridimensional. Nisso pode ser obtida uma alteração da forma ou a criação de um componente de contorno, e também uma alteração das propriedades dos núcleos, especialmente por meio de um colapso parcial das nervuras.
[033] Justamente através de um colapso parcial das nervuras, es pecialmente apenas em regiões desejadas, previamente definidas das nervuras, de preferência, em extremidades de nervuras na área externa do futuro componente, a formação de uma superfície bonita é possibilitada no campo visível do componente.
[034] Até alcançar uma resistência suficiente da matriz, o compo nente pode permanecer na ferramenta de prensagem.
[035] De preferência, os núcleos dispostos no lado externo no componente, ou seja, núcleos dispostos em cima e em baixo podem ser colocados em uma posição inclinada, de modo que é obtida uma determinada orientação de nervuras dos núcleos em relação à superfície (faces externas). Com isso a qualidade da superfície do componente pode ser melhorada ainda mais.
[036] Em especial, tal posição inclinada de núcleos de favo pode ser estabelecida de modo restrito em determinadas zonas de um futuro componente sanduíche, por exemplo, em zonas com uma geometria do componente fortemente curvada.
[037] Para tal, a camada intermediária, especialmente a camada intermediária de fibra, pode ser previamente armada, e com vantagem, material de fibra é inserido ou colocado não somente entre as camadas do núcleo, mas também nas superfícies de cobertura do componente.
[038] Tal componente sanduíche pode ser usado como um com ponente plano em um automóvel, especialmente como chão, porta, teto, tampa traseira, piso para carga, cobertura, fundo da carroceria ou caixa de torção.
Breve Descrição do Desenho.
[039] A seguir, a presente invenção é descrita a título de exemplo, fazendo-se referência ao desenho.
[040] A figura mostra uma representação tridimensional de uma estrutura com núcleo de favo de acordo com a presente invenção.
Descrição da Invenção.
[041] A figura mostra uma estrutura com núcleo de favo de acordo com a presente invenção. A estrutura com núcleo de favo compreende dois núcleos de favo 1 e 2 e uma camada de ligação 3 disposta entre os núcleos de favo 1, 2.
[042] Os núcleos de favo 1, 2 são núcleos de favo de papel com estrutura de favos de mel de abelha, isto é, com células hexagonais, sendo que os dois núcleos de favo 1, 2 são realizados de modo diferente um do outro, onde o núcleo de favo 1 apresenta um outro tamanho do que o núcleo de favo 2.
[043] A camada de ligação 3 é usada como camada intermediária para a colagem em ambos os lados, de modo que a camada de ligação 3, em um lado, é colada com o núcleo de favo 1, e no segundo lado, com o núcleo de favo 2.
[044] A cola encontra-se na camada de ligação 3 apenas na região das nervuras dos núcleos de favo 1, 2. Lá, as extremidades das nervuras dos núcleos de favo 1, 2 são coladas com a camada de ligação 3.
[045] A camada de ligação 3 é, por exemplo, um não tecido, uma fibra natural (por exemplo, uma fibra de linho, cânhamo, bambu etc.), fibra de vidro ou fibra de carbono, e em todos os casos, é permeável ao gás. Em virtude do fato de que também a cola que poderia impedir a passagem do gás não é colocada na superfície inteira da camada de ligação 3, permanece uma troca de ar e, com isso, uma compensação de pressão entre os núcleos de favo 1, 2. Lista de Referências: 1 Núcleo de favo 2 Núcleo de favo 3 Camada de ligação

Claims (9)

1. Estrutura com núcleo de favo, compreendendo pelo menos dois núcleos de favo (1, 2) e uma camada de ligação (3) disposta entre os núcleos de favo (1, 2), sendo que a camada de ligação (3) é executada permeável a gás e apresenta cola para a junção com os nú-cleos de favo (1, 2) apenas na região das nervuras dos núcleos de favo (1, 2), caracterizada pelo fato de que, pelo menos em um dos núcleos de favo (1, 2), as extremidades das nervuras que são afastadas da camada de ligação (3) são comprimidas pelo menos em zonas, e as extremidades das nervuras que são voltadas para a camada de ligação (3) são menos comprimidas na mesma zona, especialmente são isentas de compressão, sendo que os dois núcleos de favo (1, 2) são executados de modo diferente um do outro, a saber, apresentam orientação de favos diferente, sendo que as nervuras de um dos núcleos de favo (1, 2), pelo menos em zonas, apresentam uma posição inclinada, isto é, um ângulo da orientação das nervuras do núcleo de favo (1, 2) em relação à superfície do componente que não corresponde a 90 graus.
2. Estrutura com núcleo de favo, de acordo com a reivindica-ção 1, caracterizada pelo fato de que os núcleos de favo (1, 2) são co-lados com a camada de ligação (3) apenas nas suas extremidades de nervuras.
3. Estrutura com núcleo de favo, de acordo com a reivindica-ção 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a camada de ligação (3) é uma camada compreendendo fibras, especialmente um material de fibras de tecido, trançado, malha, tela e/ou não tecido, sendo que as fibras podem ser fibras naturais, como, por exemplo, fibras de linho, cânhamo ou bambu ou fibras de vidro, fibras de carbono, fibras sintéticas, fibras de cerâmica ou fibras têxteis.
4. Estrutura com núcleo de favo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a camada de ligação (3) compreende fibras curtas e/ou fibras longas e/ou papel e/ou é reforçada com nanopartículas.
5. Estrutura com núcleo de favo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os núcleos de favo (1, 2) são núcleos de papel ou núcleos de material sintético, metal, madeira ou espuma.
6. Estrutura com núcleo de favo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que os núcleos de favo (1, 2) apresentam nervuras em disposição em forma de favos de mel ou uma disposição em forma ondulada ou estão dispostos de modo redondo, triangular, retangular, quadrada, trapezoidal ou poligonal.
7. Processo para a produção de um componente de sandui- che compreendendo uma estrutura com núcleo de favo, como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas - fornecer os dois núcleos de favo (1, 2) e a camada de ligação (3); - aplicar cola nas extremidades de nervuras dos dois núcleos de favo (1, 2); - juntar os núcleos de favo (1, 2) com a camada de ligação (3) disposta entre eles, sendo que depois da junção dos núcleos de favo (1, 2) com a camada de ligação (3), a pilha consistindo em núcleos de favo (1, 2) e camada de ligação (3) é coberta, especialmente envolvida, em um ou em ambos os lados com material de fibra seco, e em seguida, é impregnada, pulverizada e/ou umedecida com uma matriz, de preferência, uma matriz de PUR, sendo que a pilha, em seguida, é moldada por prensagem em uma ferramenta de moldagem por prensagem, de preferência, aquecida, de tal modo que as nervuras do núcleo de favo (1, 2) são comprimidas pelo menos parcialmente.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a cola é aplicada por laminação, pulverização, escova- ção ou imersão.
9. Componente sanduíche, caracterizado pelo fato de ser produzido por um processo, como definido na reivindicação 7 ou 8.
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