BR112019016377A2

BR112019016377A2 - métodos para isolar um material compósito do ambiente e para conformar um material compósito, e, material compósito isolado

Info

Publication number: BR112019016377A2
Application number: BR112019016377A
Authority: BR
Inventors: Wright Dean; hollis Richard; Wybrow Tim
Original assignee: Cytec Industrial Mat Derby Limited
Priority date: 2017-02-08
Filing date: 2018-02-08
Publication date: 2020-04-07
Also published as: US20210299976A1; RU2019128105A3; US11034099B2; RU2019128105A; JP7064084B2; EP4249221A2; US11518118B2; CA3052723A1; US20210308960A1; EP4249221A3; US20210299975A1; JP2020514123A; US20200009805A1; EP3580049A1; AU2018217915A1; US11518117B2; KR20190132364A; CN110461582B; CN110461582A; MX2019009414A

Abstract

a presente invenção refere-se a métodos para isolar um material compósito do ambiente, assim como ao material compósito isolado. são também descritos no presente documento métodos para conformar um material compósito que incluem o uso de materiais compósitos isolados. por exemplo, é descrito um método para termoformação mecânica de um material compósito para formar um material compósito conformado.

Description

MÉTODOS PARA ISOLAR UM MATERIAL COMPÓSITO DO AMBIENTE E PARA CONFORMAR UM MATERIAL COMPÓSITO, E, MATERIAL COMPÓSITO ISOLADO

Pedidos Relacionados [001] Este pedido está relacionado e reivindica prioridade sobre o

Pedido de Patente n² GB 1702071.0, depositado em 8 de fevereiro de 2017, e o Pedido de Patente n² 1716869.1, depositado em 13 de outubro de 2017. Todo o conteúdo desses pedidos está explicitamente incorporado ao presente documento a título de referência.

Antecedentes [002] Os materiais compósitos de polímero reforçado com fibra ganharam uso disseminado em muitas indústrias, tal como aeroespacial, automotiva, marinha, industrial, construção e uma ampla variedade de produtos destinados ao consumidor. Os materiais compósitos são frequentemente preferenciais devido a seu baixo peso, mas ainda exibem alta resistibilidade e resistência à corrosão, particularmente, em ambientes agressivos.

[003] Tais materiais compósitos de polímero reforçado com fibra são tipicamente produzidos a partir de materiais pré-impregnados ou a partir de processos de infusão de resina. Os materiais pré-impregnados, ou prepregs, são formados de fibras impregnadas com uma resina de matriz curável, tal como epóxi. O teor de resina no pré-impregnado é relativamente alto, tipicamente 40% a 65% em volume. Múltiplos estratos de pré-impregnados podem ser cortados em tamanho para disposição de camadas, então, subsequentemente montados e conformados em uma ferramenta de moldagem. No caso em que o pré-impregnado não pode ser facilmente adaptado ao formato da ferramenta de moldagem, o aquecimento pode ser aplicado aos pré-impregnados a fim de deformar gradualmente o mesmo no formato da superfície de moldagem. Os materiais compósitos de polímero

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2/36 reforçado com fibra podem ser também produzidos por processos de moldagem de líquido que envolvem tecnologias de infusão de resina. Esses processos incluem, por exemplo, Modelagem por Transferência de Resina (RTM), Infusão de Resina Líquida (LRI), Modelagem por Transferência de Resina Auxiliada por Vácuo (VARTM), Infusão de Resina com Ferramenta Flexível (RIFT), Infusão de Resina Auxiliada por Vácuo (VARI), Infusão de Filme de Resina (RFI), Infusão de Resina em Pressão Atmosférica Controlada (CAPRI), VAP (Processo Auxiliado por Vácuo), Injeção de Linha Única (SLI) e Infusão em Pressão Constante (CPI). Em um processo de infusão de resina, fibras aglutinadas a seco são dispostas em um molde como uma préforma, seguida por injeção ou infusão diretamente in situ com resina de matriz líquida. Após injeção ou infusão, a pré-forma infundida com resina é curada para fornecer um artigo compósito acabado.

[004] Para ambos os tipos de material, o processo para conformação tridimensional (ou moldagem) do material compósito é essencial para a aparência, propriedades e desempenho do produto moldado final. Por exemplo, as pré-formas são frequentemente conformadas em geometrias detalhadas com o uso de um processo de disposição de camadas manual, que é demorado e frequentemente resulta em variação de peça a peça. Também existem métodos de formação a vácuo para conformar materiais compósitos, em que pressão diferencial é usada para auxiliar na formação de um material compósito conformado. Consultar, por exemplo, os documentos n— US 5.578.158 e US 5.648.109. Entretanto, esses métodos de formação a vácuo são, de modo geral, processos offline, devido ao fato de que a formação a vácuo é uma etapa de processo separada da etapa de cura. Robôs e/ou atuadores podem ser também usados para manipular materiais conforme entram em uma cavidade da ferramenta dentro de uma prensa. Tipicamente, os robôs/atuadores prendem a periferia dos materiais e, então, movem-se com o material conforme a prensa fecha, e os materiais são aproximados. O

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3/36 objetivo em tais processos é manter a tensão nos eixos geométricos X e Y para permitir a formação controlada dos materiais compósitos. Em alguns casos, pinos de cisalhamento são posicionados em tomo do exterior da cavidade de ferramenta, tais pinos perfuram o material que deve ser formado. Quando a ferramenta é fechada, a tensão nos eixos geométricos X e Y é mantida conforme os materiais cisalham ou rasgam através dos pinos, mas material excessivo significativo precisa ser usado em tomo da borda da peça. Finalmente, a ferramenta pode incluir pinos reconfiguráveis que podem ser individualmente atuados em um padrão desejado. A atuação desses pinos reconfiguráveis, acoplados com uma força de sucção/a vácuo, deforma o material. Consultar, por exemplo, o documento n² US 6.484.776.

[005] Cada um dos processos descritos acima tem suas próprias desvantagens e falhas: Por exemplo, são frequentemente demorados e/ou o produto é ainda propenso a encrespamento fora de plano e outras imperfeições. Nem esses processos consideram o comportamento reológico e as características de cura dos materiais compósitos que são conformados. Além disso, os materiais compósitos são, de modo geral, expostos a condições ambientais, que podem facilmente contaminar o produto moldado final. Finalmente, não há atualmente métodos capazes de utilizar infraestrutura e equipamento existentes, tal como estampagem de metal ou prensa de pressionamento, sem hardware ou equipamento adicional.

Sumário [006] Com um objetivo de fornecer uma montagem para isolar um material compósito de contaminantes ambientais assim como um processo de moldagem que não apenas soluciona as desvantagens e falhas de outros métodos conhecidos na técnica, mas também considera o comportamento reológico e as características de cura do material compósito e também permite o potencial para usar infraestrutura e equipamento existente, um novo método para conformar um material compósito é descrito no presente documento.

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4/36 [007] Consequentemente, em um aspecto, os presentes ensinamentos fornecem métodos para isolar um material compósito do ambiente. Tais métodos incluem:

(a) circundar um material compósito substancialmente plano com uma estrutura de diafragma impermeável a gases, flexível, sem armação, e (b) criar um bolso vedado na estrutura de diafragma, que aloja o material compósito apenas, removendo o ar entre o material compósito e a estrutura de diafragma e vedando todas as bordas abertas da estrutura de diafragma, de modo que os contaminantes sejam impedidos de entrar no bolso vedado sem uso de uma armação por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.

[008] Em algumas modalidades, criar um bolso vedado compreende vedar todas as bordas abertas de uma bolsa de diafragma ou folha de diafragma dobrada disposta sobre o material compósito. Em outras modalidades, criar um bolso vedado compreende vedar duas folhas de diafragma em tomo de toda a periferia do material compósito.

[009] Em algumas modalidades, vedar todas as bordas abertas da estrutura de diafragma compreende vedação mecânica, aplicação de adesivo, vedação a quente, soldagem ou qualquer combinação dos mesmos.

[0010] Em algumas modalidades, remover o ar compreende aplicar pressão de vácuo entre o material compósito e a estrutura de diafragma flexível.

[0011] Em algumas modalidades, a estrutura de diafragma compreende um filme que compreende uma ou mais camadas, em que cada uma é independentemente selecionada dentre uma camada plástica ou uma camada elástica. O filme pode ser descartável ou reutilizável.

[0012] Em algumas modalidades, vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de

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5/36 contaminantes durante a conformação subsequente do material compósito. Em algumas modalidades, vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante o transporte e manuseio do material compósito. Em certas modalidades, os contaminantes são impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação por um período de até cerca de 6 meses sob condições ambientes. [0013] Em algumas modalidades, o bolso vedado mantém a integridade de vácuo por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.

[0014] Em outro aspecto, os presentes ensinamentos fornecem métodos para conformar um material compósito. Tais métodos incluem:

(a) circundar um material compósito substancialmente plano com uma estrutura de diafragma impermeável a gases, flexível, sem armação;

(b) criar um bolso vedado na estrutura de diafragma, que aloja apenas o material compósito, removendo o ar entre o material compósito e a estrutura de diafragma e vedando todas as bordas abertas da estrutura de diafragma, formando, assim, uma estrutura em camadas, de modo que:

ar e contaminantes sejam impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação, e o material compósito seja mantido estacionário dentro do bolso vedado até calor, força ou uma combinação dos mesmos ser aplicada ao mesmo;

(c) dispor opcionalmente a estrutura de diafragma dentro de uma armação estruturar; e (d) conformar o material compósito dentro do bolso vedado da estrutura de diafragma.

[0015] Em algumas modalidades, criar um bolso vedado compreende vedar todas as bordas abertas de uma bolsa de diafragma ou folha de diafragma dobrada disposta sobre o material compósito. Em outras

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6/36 modalidades, criar um bolso vedado compreende vedar duas folhas de diafragma em tomo de toda a periferia do material compósito.

[0016] Em algumas modalidades, vedar todas as bordas abertas da estrutura de diafragma compreende vedação mecânica, aplicação de adesivo, vedação a quente, soldagem ou qualquer combinação dos mesmos.

[0017] Em algumas modalidades, remover o ar compreende aplicar pressão de vácuo entre o material compósito e a estrutura de diafragma flexível.

[0018] Em algumas modalidades, a estrutura de diafragma compreende um filme que compreende uma ou mais camadas, em que cada uma é independentemente selecionada dentre uma camada plástica ou uma camada elástica. O filme pode ser descartável ou reutilizável.

[0019] Em algumas modalidades, vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes por um período de tempo de 1 mês a 6 meses sob condições ambientes. Em outras modalidades, vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante a conformação na etapa (c). Em ainda outras modalidades, vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante o transporte e manuseio do material compósito. Em modalidades adicionais, vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante o armazenamento do material compósito, em que o armazenamento ocorre por até cerca de 6 meses.

[0020] Em algumas modalidades, o bolso vedado mantém a integridade de vácuo por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.

[0021] Em algumas modalidades, o método compreende adicionalmente usinar o material compósito de acordo com um padrão antes

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7/36 da etapa (a).

[0022] Em algumas modalidades, a estrutura em camadas é manipulada por meios automatizados.

[0023] Em ainda outro aspecto, os presentes ensinamentos fornecem um método para conformar um material compósito. Tal método inclui, de modo geral:

(a) colocar um material compósito substancialmente plano entre um diafragma flexível superior e um diafragma flexível inferior, criando-se um bolso vedado entre os diafragmas que aloja o material compósito, (b) colocar o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior em contato íntimo com o material compósito, formando, assim, uma estrutura em camadas, em que o material compósito é mantido estacionário entre o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior até calor ou força ser aplicada à estrutura em camadas;

(c) pré-aquecer, opcionalmente, a estrutura em camadas em um aparelho de aquecimento a uma temperatura suficiente para diminuir a viscosidade do material compósito ou amolecer os diafragmas;

(d) posicionar a estrutura em camadas em uma ferramenta de prensa que compreende um molde macho e um molde fêmea correspondente separados por um interstício, em que o molde macho e o molde fêmea têm, cada um, independentemente, uma superfície de moldagem não plana, (e) comprimir a estrutura em camadas entre o molde macho e o molde fêmea fechando-se o interstício entre o molde macho e o molde fêmea; e (f) manter o molde macho e o molde fêmea em uma posição fechada até a viscosidade da estrutura em camadas atingir um nível suficiente para manter um formato moldado.

[0024] Em algumas modalidades, o material compósito pode ser

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8/36 usinado de acordo com um padrão anterior à etapa (a).

[0025] Em algumas modalidades, a etapa (e) compreende fechar parcialmente o interstício entre o molde macho e o molde fêmea de modo que um interstício menor seja formado entre os moldes, em que o interstício menor é subsequentemente fechado após um tempo específico ou a viscosidade ser atingida. Em algumas modalidades, a etapa (e) compreende fechar o interstício entre o molde macho e o molde fêmea a uma velocidade entre cerca de 0,7 mm/s e cerca de 400 mm/s, enquanto o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima do ponto de amolecimento do material compósito. Em certas modalidades, a etapa (e) é executada até a viscosidade do material compósito ser menor que 1,0 x 10⁸ m Pa.

[0026] Em algumas modalidades, o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima da temperatura ambiente. Por exemplo, em algumas modalidades, o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima de 100 °C. Em algumas modalidades, o molde macho e o molde fêmea são mantidos em uma posição fechada entre cerca de 10 segundos e cerca de 30 minutos.

[0027] Em algumas modalidades, a etapa (b) compreende aplicar uma pressão de vácuo de pelo menos cerca de 670 mbar entre o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior.

[0028] Em algumas modalidades, o método também inclui (g) resfriar a estrutura em camadas na ferramenta até uma temperatura que está abaixo da temperatura de amolecimento do material compósito. Em outras modalidades, o método também inclui (g) remover a estrutura em camadas da ferramenta enquanto a estrutura em camadas está acima da temperatura de amolecimento do material compósito.

[0029] Em algumas modalidades, o diafragma superior e o diafragma inferior são mantidos juntos por uma armação estrutural que compreende uma

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9/36 armação de topo, uma armação central e uma armação de fundo, em que:

o diafragma inferior é mantido entre a armação de fundo e a armação central; e o diafragma superior é mantido entre a armação central e a armação de topo.

[0030] A armação central pode ser configurada para fornecer uma fonte de vácuo à montagem. Em outras modalidades, o diafragma superior e o diafragma inferior são mantidos juntos por uma armação estrutural que compreende uma armação de topo e uma armação de fundo, em que tanto o diafragma inferior quanto o diafragma superior são mantidos entre a armação central e a armação de topo.

[0031] O material usado para produzir os diafragmas superior e inferior é, de modo geral, selecionado com base em sua função desejada, conforme descrito em mais detalhes abaixo. Em algumas modalidades, o diafragma superior e o diafragma inferior são, cada um, independentemente, selecionados dentre um filme que compreende uma ou mais camadas, cada um, independentemente, selecionados dentre uma camada de borracha, uma cada de silicone e uma camada plástica.

[0032] O aparelho de aquecimento pode ser qualquer aparelho conhecido na técnica e, em algumas modalidades, pode ser particularmente selecionado dentre um aquecedor de contato ou um aquecedor IR. Em algumas modalidades, a estrutura em camadas está posicionada na ferramenta de prensa e/ou no aparelho de aquecimento opcional por meios automatizados.

[0033] Em algumas modalidades, nenhuma pressão de vácuo é aplicada a qualquer porção da ferramenta de prensa.

[0034] Em ainda outro aspecto, os presentes ensinamentos fornecem materiais compósitos isolados. Tais materiais incluem um material compósito substancialmente plano vedado dentro de um bolso submetido a vácuo de uma

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10/36 estrutura de diafragma impermeável a gases, flexível, sem armação, em que os contaminantes são impedidos de entrar no bolso submetido a vácuo por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.

[0035] Em algumas modalidades, os contaminantes são impedidos de entrar no bolso submetido a vácuo durante a conformação do material compósito. Em outras modalidades, os contaminantes são impedidos de entrar no bolso submetido a vácuo durante o armazenamento, o transporte e/ou o manuseio do material compósito. Em ainda outras modalidades, os contaminantes são impedidos de entrar no bolso submetido a vácuo durante o armazenamento do material compósito, em que o armazenamento ocorre por até cerca de 6 meses.

[0036] Em algumas modalidades, o bolso submetido a vácuo mantém a integridade de vácuo por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.

[0037] Os materiais compósitos para uso em conjunto com os presentes ensinamentos incluem fibras estruturais. Tais fibras estruturais incluem, porém sem limitação, aramida, polietileno de alto módulo (PE), poliéster, poli-p-fenileno-benzobisoxazol (PBO), carbono, vidro, quartzo, alumina, zircônia, carboneto de silício, basalto, fibras naturais e combinações dos mesmos. Os materiais compósitos para uso em conjunto com os presentes ensinamentos também incluem um aglutinante ou material de matriz. Tal aglutinante ou material de matriz inclui, porém sem limitação, polímeros termoplásticos, resinas termofixas e combinações dos mesmos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0038] As Figuras IA e 1B ilustram a formação de uma estrutura em camadas com armação exemplificativa em conformidade com os presentes ensinamentos.

[0039] As Figuras 2A e 2B ilustram a formação de uma estrutura em camadas sem armação exemplificativa em conformidade com os presentes

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11/36 ensinamentos.

[0040] A Figura 3 ilustra um processo de moldagem exemplificativo (com o uso de uma estrutura em camadas com armação) em conformidade com os presentes ensinamentos.

Descrição Detalhada [0041] Em vista das desvantagens potenciais do processamento de material compósito, incluindo tempo de processamento, variação peça a peça e contaminação do produto, existe ainda uma necessidade de desenvolver montagens de processos mais rápidos, aprimorados e mais confiáveis. E também desejável considerar o comportamento reológico e as características de cura e, se possível, fornecer um processo que possa aproveitar completamente o equipamento existente (por exemplo, cunhas ou prensas de metal). A presente descrição fornece montagens para isolar um material compósito dos contaminantes ambientais, incluindo montagens sem armação que são adequadas para armazenamento, manuseio e/ou transporte assim como métodos para conformar materiais compósitos, incluindo métodos que usam um processo de termoformação mecânica com diafragma duplo, que tanto individual quanto coletivamente - solucionam essas desvantagens. Materiais Compósitos Isolados [0042] Folhas metálicas tradicionais são tipicamente formadas, por exemplo, em produtos conformados, tais como painéis automotivos, com o uso de técnicas de desenho e/ou estampagem. Devido ao fato de que o metal é bastante impermeável às influências atmosféricas, tal como oxigênio, poeira e óleo do maquinário, o metal pode ser formado em formatos altamente complexos e intrincados sem a necessidade de isolamento de tais influências atmosféricas a fim de evitar defeitos durante a conformação. Infelizmente, o mesmo não é tipicamente verdadeiro em relação a materiais compósitos. Usar equipamento de estampagem de metal tradicional diretamente em materiais compósitos poderia tipicamente resultar em uma superfície irregular,

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12/36 imperfeita que é inaceitável em produtos destinados ao consumidor, tais como automóveis. Portanto, em certos aspectos, a presente invenção é direcionada a uma montagem para uso na conformação de materiais compósitos. Tais montagens isolam os materiais compósitos, por exemplo, de modo que os mesmos possam ser conformados em equipamento de estampagem de metal existente.

[0043] Em alguns aspectos, portanto, os presentes ensinamentos fornecem métodos para formar uma montagem para uso na conformação de um material compósito. Tais métodos, que podem isolar um material compósito do ambiente, incluem:

(a) colocar um material compósito substancialmente plano entre um diafragma flexível superior e um diafragma flexível inferior, criando-se um bolso entre os diafragmas que aloja o material compósito e (b) colocar o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior em contato íntimo com o material compósito, formando, assim, uma estrutura em camadas, em que o material compósito é mantido estacionário entre o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior até calor ou força ser aplicada à estrutura em camadas.

[0044] Conforme usado no presente documento, o termo substancialmente plano refere-se a um material que tem um plano que é maior de modo mensurável que os outros dois planos (por exemplo, pelo menos 2, 3, 4 ou 5 vezes maior ou mais). Em algumas modalidades, o material substancialmente plano tem variação de espessura ao longo do maior plano. Por exemplo, o material compósito pode incluir materiais de reforço, tais como formação de coxim (isto é, aumentos localizados na quantidade de estratos) ou quedas de estrato (isto é, diminuições localizadas na quantidade de estratos), alterações de material e/ou áreas em que o compósito transita, por exemplo, para o tecido. Em outras modalidades, o material substancialmente plano exibe variação de espessura mínima ao longo da área

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13/36 do material compósito. Por exemplo, o termo substancialmente plano pode significar que o material compósito tem uma variação de espessura global de no máximo +/- 15% sobre 90% da área. Em algumas modalidades, a variação de espessura não é maior que +/-10% sobre 90% da área. Substancialmente plano não se destina a denotar um material perfeitamente plano, mas também inclui materiais que têm ligeiras variações em concavidade e/ou convexidade. Conforme usado no presente documento, o termo flexível refere-se a um material capaz de deformação sem forças de retomo significativas. Os materiais flexíveis tipicamente têm um fator de flexibilidade (o produto do módulo de Young medido em Pascais e a espessura geral medida em metros) entre cerca de 1.000 N/m e cerca de 2.500.000 N/m, por exemplo, entre cerca de 1.500 N/m e cerca de 2.000.000 N/m ou entre cerca de 2.000 N/m e cerca de 1.500.000 N/m.

[0045] Em certas modalidades, o bolso que aloja o material compósito é definido por uma armação estrutural que aloja o material compósito mentido entre os diafragmas. Referindo-se agora à Figura IA, em certas modalidades, o material compósito substancialmente plano (110) é colocado entre um diafragma flexível superior (120) e um diafragma flexível inferior (130). Isso cria um bolso (140) entre os diafragmas que aloja o material compósito. Em certas modalidades, esse bolso podería ser definido por uma armação estrutural que aloja o material compósito mentido entre os diafragmas. Por exemplo, o diafragma flexível inferior pode ser colocado em um leito (150) que retém uma armação de fundo (160); o material compósito (110) pode ser subsequentemente assentado no topo do diafragma flexível inferior (120); uma armação central (170) pode ser, então, colocada no diafragma inferior, seguido pelo diafragma flexível superior (130) e finalmente uma armação de topo (180). Em algumas modalidades, a armação central pode ser excluída. As armações de topo, central (quando presente) e de fundo mantêm o formato de diafragma desejado através de um perímetro sustentado, por exemplo, pelo

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14/36 posicionamento de garras em intervalos predeterminados em tomo do perímetro. Tais armações de topo, central e de fundo podem ser fabricadas com base no tamanho e no formato do material compósito a ser moldado. Opcionalmente, armações de suporte estrutural pré-fabricadas são conhecidas na técnica para uso com ferramentas de prensa de compósito ou metal convencionais (por exemplo, de fabricantes, tal como Langzauner ou Schubert). Em algumas modalidades, a armação central (170) pode incluir um meio para remover ar, por exemplo uma entrada de vácuo ou outra válvula. A entrada de vácuo, se estiver presente, é conectada a uma fonte de vácuo (por exemplo, uma bomba de vácuo). Em algumas modalidades, o bolso que aloja o compósito pode ser também um bolso vedado, por exemplo, um bolso vedado hermético ao ar, de modo que a armação estrutural seja disposta sobre a periferia inteira do material compósito.

[0046] Referindo-se agora à Figura 1B, o diafragma flexível superior (130) e o diafragma flexível inferior (120) são colocados em contato íntimo (consultar 190 e vista explodida do mesmo) com o material compósito (110), para formar uma estrutura em camadas. Isso pode ser realizado, por exemplo, aplicando-se pressão de vácuo entre o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior. Em outras modalidades, isso pode ser realizado aplicando-se fisicamente pressão (por exemplo, manualmente ou por meios mecânicos) no diafragma (ou diafragma) flexível superior e/ou inferior para remover ar. A pressão de vácuo pode ser desejada em certos casos, por exemplo, para extrair ar residual que pode impedir o desempenho de moldagem, para impedir a deformação ou o encrespamento do material compósito (ou seus componentes), para auxiliar a manter o alinhamento de fibras, para fornecer suporte aos materiais durante o processo e durante o transporte e/ou para manter a espessura desejada em temperaturas elevadas. O termo pressão de vácuo, conforme usado no presente documento, refere-se a pressões de vácuo menores que 1 atmosfera (ou menores que 1.013 mbar).

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Em algumas modalidades, a pressão de vácuo entre os diafragmas é ajustada em menos que cerca de 1 atmosfera, menos que cerca de 800 mbar, menos que cerca de 700 mbar ou menor que cerca de 600 mbar. Em algumas modalidades, a pressão de vácuo entre os diafragmas é ajustada em cerca de 670 mbar. Nesse ponto, seja por vácuo ou por meios mecânicos, o material compósito é firmemente mantido entre os diafragmas, de modo que o mesmo seja estacionário até a aplicação de calor e força. Tal estrutura em camadas estacionária pode ser vantajosa, por exemplo, devido ao fato de que o material compósito mantido dentro da estrutura em camadas não é apenas mantido estacionário em sua localização com tensão suficiente através de seus eixos geométricos X e Y, mas é também indexado. Ou seja, o material compósito pode ser colocado (por exemplo, por meios automatizados) em uma posição específica entre os diafragmas dentro da estrutura em camadas estacionária. A estrutura em camadas estacionária indexada pode ser, então, colocada (por exemplo, por meios automatizados) em uma posição específica na ferramenta de prensa (conforme descrito em mais detalhes abaixo no presente documento), de modo que a ferramenta de prensa engate consistentemente uma área predeterminada do material compósito. Uma estrutura em camadas estacionária pode ser, portanto, usada com segurança para produzir múltiplas cópias de um produto moldado sem a necessidade de indexar cada bloco bruto de material compósito individualmente.

[0047] Em algumas circunstâncias, fabricar uma montagem com armação em uma localização diferente da localização do equipamento de transporte poderíam apresentar dificuldades significativas, potencialmente intransponíveis. O peso, o tamanho e outros aspectos da montagem têm um grande efeito sobre a capacidade de armazenar e/ou transportar um material compósito isolado. E, portanto, vantajoso ou mesmo necessário ter uma montagem sem armação em certas circunstâncias. Portanto, em algumas modalidades, o bolso que aloja o material compósito é definido pela própria

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16/36 estrutura de diafragma e os presentes ensinamentos fornecem uma montagem sem armação para uso na conformação de um material compósito. Os métodos para isolar um material compósito do ambiente com o uso de uma montagem sem armação incluem:

(a) circundar um material compósito substancialmente plano com uma estrutura de diafragma impermeável a gases, flexível, sem armação, e (b) criar um bolso vedado na estrutura de diafragma, que aloja o material compósito apenas, removendo o ar entre o material compósito e a estrutura de diafragma e vedando todas as bordas abertas da estrutura de diafragma, de modo que os contaminantes sejam impedidos de entrar no bolso vedado sem uso de uma armação.

[0048] Referindo-se agora à Figura 2, em certas modalidades, material compósito substancialmente plano (210) é circundado por uma estrutura de diafragma flexível impermeável a gases. A estrutura de diafragma pode ser, por exemplo, uma bolsa que compreende uma ou mais bordas abertas (220) ou uma ou mais folhas de material que são dispostas sobre o material compósito. Por exemplo, o material compósito pode ser colocado entre duas folhas (230). Isso cria um bolso (240) dentro da bolsa ou entre as folhas que aloja o material compósito. O ar é, então, removido de entre o material compósito e a estrutura de diafragma. Isso pode ser realizado aplicando-se pressão de vácuo entre o material compósito e a estrutura de diafragma, aplicando-se fisicamente pressão (por exemplo, manualmente ou por meios mecânicos) à superfície externa da estrutura de diafragma ou por qualquer combinação dos mesmos. Como com a montagem com armação, em uma montagem sem armação, uma pressão de vácuo particular pode ser selecionada, por exemplo, para também impedir a deformação ou encrespamento do material compósito (ou seus componentes), para auxiliar a manter o alinhamento de fibra, para fornecer suporte aos materiais durante o

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17/36 processo e durante o transporte e/ou para manter a espessura desejada em temperaturas elevadas. Em algumas modalidades, a pressão de vácuo entre a estrutura de diafragma e o material compósito é ajustada em menos que cerca de 1 atmosfera, menos que cerca de 800 mbar, menos que cerca de 700 mbar (por exemplo, cerca de 670 mbar) ou menor que cerca de 600 mbar. A estrutura de diafragma é, então, vedada (260) para formar um bolso vedado dentro da estrutura de diafragma que aloja o material compósito dentro de uma estrutura em camadas (250), de modo que os contaminantes sejam impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação. Conforme usado no presente documento, o termo contaminantes refere-se a ar, particulados, óleo e qualquer outro contaminante que poderia afetar substancialmente as propriedades de superfície ou as propriedades mecânicas do material compósito. Em algumas modalidades, o ar é removido, e as bordas abertas são vedadas em uma única etapa. Por exemplo, o ar pode ser removido, e as bordas podem ser vedadas ao mesmo tempo com o uso de pressão mecânica. Em outras modalidades, o ar é removido, e as bordas abertas são vedadas em etapas distintas. Por exemplo, ar pode ser removido com o uso de vácuo, seguido por vedação com o uso de meios mecânicos ou outros meios.

[0049] Em algumas modalidades, os contaminantes são impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes. Em certas modalidades, os contaminantes são impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação por um período de pelo menos cerca de 2, 3, 4 ou mesmo 5 meses sob condições ambientes. Em algumas modalidades, os contaminantes são impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação por um período de até cerca de 6 meses sob condições ambientes; entretanto, em certas modalidades, os contaminantes podem ser impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação por um período maior que 6 meses sob

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18/36 condições ambientes. Em certas modalidades, os contaminantes são impedidos de entrar no bolso vedado sem o suo de uma armação por um período de pelo menos cerca de 2 meses sob condições de baixa temperatura, isto é, -18 °C ou menos. Em certas modalidades, os contaminantes são impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação por um período de pelo menos cerca de 4, 6, 8, 10 ou mesmo 12 meses sob condições de baixa temperatura.

[0050] Os materiais e os métodos usados para criar um bolso vedado dependerão da natureza e do formado do material de diafragma usado na estrutura de diafragma. Por exemplo, se a estrutura de diafragma for uma bolsa, criar um bolso vedado refere-se a colocar o material compósito no interior da bolsa e vedar a borda aberta da bolsa. Se a estrutura de diafragma for uma folha dobrada, criar um bolso vedado refere-se a vedar as três bordas abertas da folha dobrada, com o material compósito sendo disposto dentro da dobra da folha. Se, por outro lado, a estrutura de diafragma forem duas folhas de diafragma, criar um bolso vedado refere-se a vedar as quatro bordas abertas das duas folhas de diafragma, com o material compósito disposto entre as duas folhas (isto é, vedar a periferia inteira do material compósito). Em todos os casos, cada borda aberta pode ser vedada em uma linha reta ou de qualquer maneira não linear.

[0051] Adicionalmente, diversos métodos para vedar os materiais de diafragma (na ausência de uma armação estrutural) podem ser utilizados. Por exemplo, as bordas abertas da estrutura de diafragma podem ser mecanicamente vedadas. Em outras modalidades, as bordas abertas da estrutura de diafragma podem ser vedadas com o uso de adesivo. Em outras modalidades, as bordas abertas da estrutura de diafragma podem ser soldadas. Em ainda outras modalidades, as bordas abertas da estrutura de diafragma podem ser vedadas com o uso de calor.

[0052] Vedar o material compósito no bolso da estrutura de diafragma

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19/36 não apenas impede contaminantes sob condições ambientes, estáticas, mas também pode impedir contaminantes sob circunstâncias dinâmicas. Em algumas modalidades, vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante a conformação subsequente do material compósito. Em algumas modalidades, vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante o armazenamento, o transporte e/ou o manuseio do material compósito.

[0053] Uma montagem sem armação capaz de impedir que contaminantes possam também ser capazes de manter um vácuo. Portanto, nesse ponto - e similarmente a uma montagem com armação - o material compósito é firmemente mantido dentro do bolso vedado e pode ser mantido estacionário até a aplicação de calor ou força. Em particular, em algumas modalidades, o bolso vedado mantém a integridade de vácuo por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes. Em certas modalidades, o bolso vedado mantém a integridade de vácuo por um período de pelo menos cerca de 2, 3, 4, 5 ou 6 meses, ou mais, sob condições ambientes. Conforme usado no presente documento, o termo integridade de vácuo refere-se à capacidade da montagem sem armação de reter substancialmente pressão negativa dentro do bolso vedado. Quando o bolso vedado mantém a integridade de vácuo, o material compósito é mantido estacionário em sua localização dentro da montagem sem armação, com tensão suficiente através de seus eixos geométricos X e Y, e é também indexado (isto é, em uma posição específica dentro da montagem sem armação). Em algumas modalidades, essa montagem sem armação indexada pode ter as mesmas vantagens que a estrutura em camadas estacionária definida no contexto de uma montagem com armação. Em outras palavras, a montagem sem armação indexada pode ser colocada em uma posição específica na ferramenta de prensa, de modo que a ferramenta de prensa

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20/36 engate consistentemente uma área predeterminada do material compósito. Em algumas modalidades, entretanto, a montagem sem armação será disposta dentro de uma armação estrutural antes de conformar o material compósito. O uso de uma montagem sem armação indexada poderia também fornecer vantagens significativas quando usada com uma armação estrutural, não apenas em termos das capacidades de armazenamento e transporte discutidas em detalhes acima, mas também durante a conformação. Em particular, a montagem sem armação indexada pode ser usada com segurança - sem a necessidade de indexação adicional - com uma armação estrutural, mesmo após armazenamento, manuseio e/ou transporte.

Materiais de Diafragma e Estruturas de Diafragma [0054] Conforme usado no presente documento, o termo diafragma refere-se a qualquer barreira que divide ou separa duas áreas físicas distintas. O termo estrutura de diafragma refere-se a uma montagem de um ou mais diafragmas que definem um espaço externo e um espaço interno isolado, por exemplo, a área dentro de um bolso vedado e a área fora do bolso vedado. Os diafragmas são flexíveis e podem ser folhas elásticas ou não elasticamente deformáveis de material. Tipicamente, a espessura do diafragma está na faixa entre cerca de 10 microns e cerca de 200 microns, por exemplo, entre cerca de 20 microns e cerca de 150 microns. Os diafragmas particularmente vantajosos têm uma espessura entre cerca de 30 microns e cerca de 100 microns. Em algumas modalidades, o material usado para produzir os diafragmas não é particularmente limitado e pode ser, por exemplo, borrachas, silicones, plásticos, termoplásticos ou materiais similares. Em certas modalidades, entretanto, o material usado para produzir os diafragmas inclui um filme que compreende uma ou mais camadas, cada uma independentemente selecionada dentre uma camada plástica ou uma camada elástica. Os diafragmas podem ser compreendidos por um único material ou podem incluir múltiplos materiais, por exemplo, dispostos em camadas. O diafragma superior e o

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21/36 diafragma inferior de uma estrutura de diafragma, por exemplo, podem, cada um, independentemente ser selecionados dentre um filme que compreende uma ou mais camadas, em que cada camada individual é igual ou diferente em relação às outras camadas no diafragma. O diafragma material pode ser formado em um filme com o uso de procedimentos de fundição ou extrusão convencionais. Em algumas modalidades, o filme é descartável. Em outras modalidades, o filme é reutilizável.

[0055] O diafragma material pode ser também escolhido para ter diversas propriedades, dependendo da função desejada. Por exemplo, em algumas modalidades, o diafragma é de autoliberação. Ou seja, o diafragma pode ser liberado facilmente da peça moldada final e/ou a montagem moldada pode ser facilmente liberada da ferramenta. Em outras modalidades, o diafragma é projetado para aderir temporariamente (ou levemente) ao material compósito moldado. Tal adesão temporária pode ser vantajosa para proteger a peça moldada final, por exemplo, durante processamento, transporte e/ou armazenamento subsequentes. Em ainda outras modalidades, o diafragma é projetado para aderir permanentemente ao material compósito moldado. Tal adesão temporária pode ser vantajosa para fornecer um revestimento protetor permanente e/ou revestimento de tinta à pela moldada final. O material de diafragma pode ser escolhido com base em suas propriedades físicas específicas. Por exemplo, em algumas modalidades, o material usado para produzir os diafragmas tem um alongamento até falha acima de 100%. Em algumas modalidades, o material usado para produzir os diafragmas tem uma temperatura de fusão que é similar à (por exemplo, dentro de 10 °C da) temperatura de fusão de moldagem do material compósito.

[0056] Em algumas modalidades, os diafragmas são permeáveis ao ar. Em outras modalidades, os diafragmas são impermeáveis ao ar, de modo que juntos sejam capazes de formar um bolso vedado. O bolso vedado impede que contaminantes (por exemplo, ar, particulados, óleo, etc.) entrem no bolso

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22/36 vedado por um período de tempo. Em algumas modalidades, os diafragmas impermeáveis formam um bolso vedado hermético ao ar. Conforme usado no presente documento, o termo hermético ao ar refere-se à capacidade de um material de manter um vácuo pela duração do processo de estampagem. Esse bolso vedado hermético ao ar é vantajoso, por exemplo, quando um vácuo é usado para colocar os diafragmas superior e inferior em contato íntimo com o material compósito.

Materiais Compósitos [0057] Conforme usado no presente documento, o termo material compósito refere-se a uma montagem de fibras estruturais e um aglutinante ou material de matriz. As fibras estruturais podem ser fibras orgânicas, fibras inorgânicas ou misturas das mesmas, incluindo, por exemplo, fibras estruturais comercialmente disponíveis, tais como fibras de carbono, fibras de vidro, fibras de aramida (por exemplo, Kevlar), fibras de polietileno de alto módulo (PE), fibras de poliéster, fibras de poli-p-fenileno-benzobisoxazol (PBO), fibras de quartzo, fibras de alumina, fibras de zircônia, fibras de carboneto de silício, outras fibras cerâmicas, basalto, fibras naturais e misturas dos mesmos. Observa-se que os usos finais que exigem estruturas compósitas de alta resistibilidade poderíam tipicamente empregar fibras que têm uma alta resistência à tração (por exemplo, ^3.500 MPa ou ^500 ksi). Tais fibras estruturais podem incluir uma ou múltiplas camadas de material fibroso em qualquer configuração convencional, incluindo, por exemplo, mantas de fita unidirecional (uni-fita), tapetes ou véus não tecidos, tecidos não tecidos, tecidos de malha, tecidos não frisados, toalhas de fibras e combinações dos mesmos. Deve-se entender que fibras estruturais podem ser incluídas como um ou múltiplos estratos através de todo o uma porção do material compósito ou na forma de formações de coxim ou quedas de estrato, com aumentos/diminuições localizadas em espessura.

[0058] O material fibroso é mantido em posição e estabilizado por um

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23/36 aglutinante ou material de matriz, de modo que o alinhamento do material fibroso seja mantido e o material estabilizado possa ser armazenado, transportado e manuseado (por exemplo, conformado ou deformado de outro modo) sem desfiamento, desfibramento, separação, deformação, encrespamento ou redução de outro modo da integridade do material fibroso. Os materiais fibrosos mantidos por uma quantidade pequena de aglutinante (por exemplo, tipicamente menos que cerca de 10% em peso) são tipicamente denominados pré-formas fibrosas. Tais pré-formas poderíam ser adequadas para aplicações de infusão de resina, tal como RTM. Os materiais fibrosos podem ser também mantidos por quantidades maiores de materiais de matriz (de modo geral, denominados pré-impregnados quanto se referem a fibras impregnadas com uma matriz) e poderíam, assim, ser adequados para formação de produto final sem adição adicional de resina.

[0059] O aglutinante ou o material de matriz é, de modo geral, selecionado dentre polímeros termoplás ticos, resinas termofixas e combinações dos mesmos. Quando usados para formar uma pré-forma, tais polímeros termoplásticos e resinas termofixas podem ser introduzidos em várias formas, tal como pó, aspersão, líquido, pasta, filme, fibras e véus não tecidos. Os meios para utilizar essas várias formas são, de modo geral, conhecidos na técnica.

[0060] Os materiais termoplásticos incluem, por exemplo, poliésteres, poliamidas, poli-imidas, policarbonatos, poli(metacrilatos de metila), poliaromáticos, poliesteramidas, poliamideimidas, polieterimidas, poliaramidas, poliarilatos, poliariletercetonas, polieteretercetonas, polietercetonacetonas, poliacrilatos, poli(éster) carbonates, poli(metacrilatos de metila/acrilatos de butila), polissulfonas, poliarilsulfonas, copolímeros dos mesmos e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o material termoplástico pode também incluir um ou mais grupos finais reativos, tais como grupos amina ou hidroxila, que são reativos a epóxidos ou agentes de

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ΊΑ ! 36 cura.

[0061] Os materiais termofixos incluem, por exemplo, resinas epóxi, resinas de bismaleimida, resinas de condensado de formaldeído (incluindo resinas de formaldeído-fenol), resinas de cianato, resinas de isocianato, resinas fenólicas e misturas dos mesmos. A resina epóxi pode ser um derivado de mono ou poli-glicidila de um ou mais compostos selecionados a partir do grupo que consiste em diaminas aromáticas, aminas monoprimárias aromáticas, aminofenóis, fenóis poli-hídricos, álcoois poli-hídricos e ácidos policarboxílicos. As resinas epóxi podem ser também multifuncionais (por exemplo, epóxidos difuncionais, trifuncionais e tetrafuncionais).

[0062] Em algumas modalidades, uma combinação de polímero (ou polímeros) termoplástico e resina (ou resinas) termofixa é usada no material compósito. Por exemplo, certas combinações podem operar com efeito sinérgico em relação ao controle de fluxo e à flexibilidade. Em tais combinações, os polímeros termoplásticos poderíam fornecer controle de fluxo e flexibilidade à mescla, dominando as resinas termofixas quebradiças de viscosidade tipicamente baixa.

Processos de Diafragma Duplo para Conformar Material Compósito [0063] Os presentes ensinamentos também incluem métodos para conformar materiais compósitos com o uso das montagens fornecidas no presente documento. Em algumas modalidades, os métodos incluem o uso de uma montagem com armação e, em outras modalidades, os métodos incluem o uso de uma montagem sem armação. Em ainda outras modalidades, os métodos podem usar uma montagem com armação ou sem armação.

[0064] Em alguns aspectos, portanto, os presentes ensinamentos fornecem métodos para conformar um material compósito que inclui, de modo geral:

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25/36 (b) criar um bolso vedado na estrutura de diafragma, que aloja apenas o material compósito, removendo o ar entre o material compósito e a estrutura de diafragma e vedando todas as bordas abertas da estrutura de diafragma, formando, assim, uma estrutura em camadas, de modo que:

contaminantes sejam impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação, e o material compósito seja mantido estacionário dentro do bolso vedado até calor, força ou uma combinação dos mesmos ser aplicada ao mesmo;

(c) dispor opcionalmente a estrutura de diafragma dentro de uma armação estruturar; e (d) conformar o material compósito dentro do bolso vedado da estrutura de diafragma sem armação.

[0065] Conformar o material compósito na etapa (d) pode incluir termoformação a vácuo, termoformação mecânica ou uma combinação das mesmas.

[0066] A termoformação a vácuo, de modo geral, inclui (a) posicionar a estrutura em camadas sobre um alojamento com um molde posicionado no mesmo, em que o molde tem uma superfície de moldagem não plana, de modo a definir uma câmara vedada ligada pela estrutura de diafragma e pelo alojamento, e de modo que o diafragma inferior seja posicionado acima da superfície de moldagem;

(b) aquecer, opcionalmente, a estrutura em camadas a uma temperatura suficiente para diminuir a viscosidade do material compósito e/ou amolecer a estrutura de diafragma;

(c) criar um vácuo dentro da câmara vedada entre a estrutura de diafragma e o alojamento removendo ar, de modo que a estrutura em camadas seja puxada em direção à superfície de moldagem e eventualmente conforme-se à mesma,

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26/36 (d) manter o vácuo até a viscosidade da estrutura em camadas atingir um nível suficiente para o material compósito manter um formato moldado.

[0067] Parâmetros gerais conhecidos na técnica para termoformação a vácuo podem ser usados. Por exemplo, em algumas modalidades, ar é removido na etapa (c) a uma taxa de 1 mbar/15 minutos ou mais rápido até uma pressão de vácuo de 950 mbar ou abaixo ser atingida. Em outras modalidades, o aquecimento é mantido enquanto ar é removido na etapa (c).

[0068] Em algumas modalidades, a termoformação a vácuo inclui adicionalmente resfriar a estrutura em camadas no molde até uma temperatura que está abaixo da temperatura de amolecimento do material compósito. Em ainda outras modalidades, a termoformação a vácuo inclui adicionalmente (e) remover a estrutura em camadas da ferramenta enquanto a estrutura em camadas está acima da temperatura de amolecimento do material compósito.

[0069] A termoformação mecânica, por outro lado, pode incluir (a') pré-aquecer, opcionalmente, a estrutura em camadas em um aparelho de aquecimento a uma temperatura suficiente para diminuir a viscosidade do material compósito, para amolecer a estrutura de diafragma ou ambos;

(b') posicionar a estrutura em camadas em uma ferramenta de prensa que compreende um molde macho e um molde fêmea correspondente separados por um interstício, em que o molde macho e o molde fêmea têm, cada um, independentemente, uma superfície de moldagem não plana, (o') comprimir a estrutura em camadas entre o molde macho e o molde fêmea fechando-se o interstício entre o molde macho e o molde fêmea; e (d') manter o molde macho e o molde fêmea em uma posição fechada até a viscosidade da estrutura em camadas atingir um nível suficiente para o material compósito manter um formato moldado.

Petição 870190085954, de 02/09/2019, pág. 32/55 /36 [0070] É particularmente mostrado que os métodos de termoformação mecânica descritos acima podem ser usados em combinação com uma montagem com armação ou uma montagem sem armação. Por exemplo, em algumas modalidades, os presentes ensinamentos fornecem métodos para conformar um material compósito que inclui, de modo geral:

(a°) opcionalmente, pré-aquecer uma estrutura em camadas, em que a estrutura em camadas compreende um material compósito disposto dentro de uma estrutura de diafragma, em um aparelho de aquecimento a uma temperatura suficiente para diminuir a viscosidade do material compósito ou amolecer os diafragmas;

(b°) posicionar a estrutura em camadas em uma ferramenta de prensa que compreende um molde macho e um molde fêmea correspondente separados por um interstício, em que o molde macho e o molde fêmea têm, cada um, independentemente, uma superfície de moldagem não plana, (c°) comprimir a estrutura em camadas entre o molde macho e o molde fêmea fechando-se o interstício entre o molde macho e o molde fêmea; e (d°) manter o molde macho e o molde fêmea em uma posição fechada até a viscosidade da estrutura em camadas atingir um nível suficiente para manter um formato moldado.

[0071] Em ainda outras modalidades, os presentes ensinamentos fornecem métodos para conformar um material compósito que inclui, de modo geral:

(a) colocar um material compósito substancialmente plano entre um diafragma flexível superior e um diafragma flexível inferior, criando-se um bolso vedado entre os diafragmas que aloja o material compósito, (b) colocar o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior em contato íntimo com o material compósito, formando, assim, uma

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28/36 estrutura em camadas, em que o material compósito é mantido estacionário entre o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior até calor ou força ser aplicada à estrutura em camadas;

[0072] Referindo-se à Figura 3A, a estrutura em camadas (310) pode, em alguns casos, ser pré-aquecida em um aparelho de aquecimento (320). A estrutura em camadas pode ser colocada no aparelho de aquecimento manualmente ou por meios automatizados, por exemplo, com o uso de uma lançadeira automatizada (325). Esse aparelho de aquecimento pode ser qualquer aquecedor que possa ser usado na formação ou moldagem de metal ou produtos de material compósito, por exemplo, um aquecedor de contato ou um aquecedor infravermelho (IR). Em alguns casos, esse pré-aquecimento amolece o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior, por exemplo, de modo que os mesmos sejam mais maleáveis durante a formação do produto moldado final. Em alguns casos, esse pré-aquecimento coloca o material compósito mantido dentro da estrutura em camadas em uma viscosidade ou temperatura desejadas. O pré-aquecimento pode ocorrer em

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29/36 um aparelho de aquecimento aquecido a uma temperatura acima de cerca de 75 °C, 100 °C, 125 °C, 150 °C, 175 °C, 200 °C ou mais alta. Essa temperatura pode ser ajustada, por exemplo, dependendo da identidade dos diafragmas e/ou componentes no material compósito. Tal pré-aquecimento é vantajoso, por exemplo, se for desejado minimizar ou eliminar o aquecimento da ferramenta de prensa e/ou minimizar a quantidade de tempo que a estrutura em camadas reside dentro da ferramenta de prensa.

[0073] A fim de formar o produto moldado final, a estrutura em camadas é posicionada em uma ferramenta de prensa. Em algumas modalidades, nenhuma pressão de vácuo é aplicada a qualquer porção da ferramenta de prensa. Em outras modalidades, vácuo localizado é aplicado à superfície da ferramenta, por exemplo, para remover ar aprisionado entre a estrutura em camadas e a ferramenta. Em tais modalidades, entretanto, o vácuo é tipicamente não usado como uma força para formar o formato do produto moldado final. A estrutura em camadas pode ser colocada na ferramenta de prensa manualmente ou por meios automatizados, por exemplo, com o uso de uma lançadeira automatizada (325). Essa ferramenta de prensa inclui, de modo geral, um molde macho (330) e um molde fêmea (340), que são separados por um interstício (350). Cada molde tem uma superfície de moldagem não plana (360 e 370, respectivamente). As superfícies de moldagem são fixadas, isto é, não reconfiguráveis. As superfícies de moldagem também são tipicamente encaixadas, isto é, o molde macho que corresponde aproximadamente ao oposto do molde fêmea; e, em algumas modalidades, podem ser perfeitamente encaixadas. Entretanto, em algumas modalidades, os moldes macho e fêmea são tais que, quando fechados, a espessura entre os mesmos varie. Em certas modalidades, a estrutura em camadas é posicionada no interstício em uma distância entre predeterminada específica entre o molde macho e o molde fêmea. Referindo-se à Figura 2B, a estrutura em camadas é, então, compactada entre o molde macho e o molde

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30/36 fêmea, fechando-se o interstício (380). Em algumas modalidades, isso é realizado fechando-se parcialmente o interstício entre o molde macho e o molde fêmea para formar um interstício menor entre os moldes. Esse interstício menor é subsequentemente fechado após um tempo ou viscosidade específica ser atingido. Entende-se que fechar o interstício refere-se a compactar os moldes de modo que uma espessura de cavidade final predeterminada ao longo do eixo geométrico Z (390) seja obtida entre os mesmos. A espessura de cavidade final pode ser ajustada, por exemplo, controlando-se onde o molde para em relação um ao outro, e a escolha de espessura pode ser produzida pelo operador dos moldes e dependerá da natureza do produto moldado final. Em algumas modalidades, a espessura de cavidade final é substancialmente uniforme, isto é, o processo produz um produto final moldado com dois lados com uma espessura que varia em menos de 5%. Em algumas modalidades, o processo produz um produto moldado final com uma espessura que varia em menos que cerca de 4%, por exemplo, menos que cerca de 3%, menos que cerca de 2% ou ainda menos que cerca de 1%. Em outras modalidades, as ferramentas macho e fêmea podem ser configuradas para fornecer uma espessura de cavidade que varia propositalmente através dos eixos geométricos X e Y.

[0074] Em certas modalidades, o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima da temperatura ambiente. Por exemplo, os mesmos podem ser mantidos a uma temperatura acima de cerca de 75 °C, 100 °C, 125 °C, 150 °C, 175 °C, 200 °C ou ainda mais alta. Essa temperatura pode ser ajustada dependendo da identidade (e a viscosidade) dos componentes no material compósito. Os moldes, por exemplo, podem ser mantidos a uma temperatura acima do ponto de amolecimento do aglutinante ou material de matriz usado no material compósito. Em algumas modalidades, o material compósito compreende um material termofixo e moldes que são mantidos a temperaturas entre cerca de 100 °C e 200 °C. Em outras modalidades, o

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31/36 material compósito compreende um material termoplástico e os moldes são mantidos em temperaturas acima de cerca de 200 °C. Tipicamente, a estrutura em camadas será aquecida em algum ponto, por exemplo, durante a etapa de pré-aquecimento ou durante o processo de moldagem ou ambos, para possibilitar o amolecimento do material compósito. O aglutinante ou o material de matriz no material compósito está em uma fase sólida à temperatura ambiente (20 °C a 25 °C), mas amolecerá mediante aquecimento. Esse amolecimento permite a moldagem do material compósito na ferramenta de prensa.

[0075] Em algumas modalidades, o molde macho e o molde fêmea são mantidos em uma posição fechada por um tempo predeterminado. Por exemplo, em algumas modalidades, os moldes são aquecidos e mantidos em uma posição fechada até uma viscosidade ou temperatura desejada ser atingida. Em algumas modalidades, os moldes são mantidos em uma posição fechada até a viscosidade do material compósito ser menor que cerca de 1,0 x 10⁸ m Pa. Em algumas modalidades, os moldes são aquecidos e mantidos em uma posição fechada até o aglutinante ou material de matriz começar a reticular. Em outras modalidades, os moldes não são aquecidos, mas são mantidos em uma posição fechada por um período de tempo suficiente para o material manter um formato moldado. Os moldes podem ser mantidos em uma posição fechada, por exemplo, entre cerca de 5 segundos e cerca de 60 minutos, por exemplo, entre cerca de 10 segundos e cerca de 30 minutos ou entre cerca de 15 segundos e cerca de 15 minutos. A duração de tempo em que os moldes são mantidos em uma posição fechada dependerá de diversos fatores, incluindo a identidade do material compósito e a temperatura dos moldes.

[0076] Em certas modalidades, o molde macho é acionado através da estrutura em camadas, enquanto o molde fêmea permanece estático. Em outras modalidades, o molde fêmea does não permanece estático, mas se

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32/36 move a uma taxa que é menor que o molde macho (de modo que o molde macho ainda atue predominantemente como a superfície de formação). Em ainda outras modalidades, ambos os moldes se movem aproximadamente na mesma taxa de velocidade para fechar o interstício entre os moldes. Os moldes são acionados a uma taxa e até uma pressão final suficiente para deformar/moldar o material compósito. Por exemplo, os moldes podem ser acionados a uma taxa entre cerca de 0,4 mm/s e cerca de 500 mm/s, por exemplo, entre cerca de 0,7 mm/s e cerca de 400 mm/s, por exemplo, entre cerca de 10 mm/s e cerca de 350 mm/s ou entre cerca de 50 mm/s e 300 mm/s. Adicionalmente, os moldes podem ser acionados a uma pressão final entre cerca de 0,69 MPa (100 psi) e cerca de 6,89 MPa (1.000 psi), por exemplo, entre cerca de 1,72 MPa (250 psi) e cerca de 5,17 MPa (750 psi). Em algumas modalidades, os moldes são acionados a uma taxa e até uma pressão final que foi selecionada para controlar a espessura do produto moldado final enquanto evita a formação de rugas e a distorção de fibras estruturais. Adicionalmente, os moldes podem ser acionados a uma taxa e até uma pressão final que foi selecionada para permitir a formação rápida de peças moldadas finais.

[0077] A estrutura em camadas é, então, resfriada até abaixo da temperatura de amolecimento do aglutinante ou material de matriz. Isso pode ocorrer enquanto a estrutura em camadas permanece na ferramenta de prensa ou após a estrutura em camadas ser removida da ferramenta de prensa. Nesse ponto, o aglutinante ou o material de matriz retoma a uma fase sólida e o material compósito mantém sua geometria recém-formada. Se o material compósito for uma pré-forma, tal pré-forma manterá seu formato desejado para infusão de resina subsequente.

[0078] O presente método pode reduzir o requisito de usinagem póscura para atingir a geometria final de partes estruturais. Esse processamento pós-cura não é apenas demorado, mas também muito arriscado devido ao fato

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33/36 de que as partes estruturais curadas não podem ser conformadas novamente. Portanto, dano incorrido durante processamento pós-cura pode resultar na parte ser descartada. Assim, em algumas modalidades, o presente processo inclui a etapa de usinar o material compósito antes de colocar o mesmo entre os diafragmas superior e inferior. Isso permite a usinagem automatizada, eficaz e fácil do material compósito, em vez de um processo complexo de programação, posicionamento e corte de um material compósito tridimensional curado.

[0079] A disposição de diafragma duplo descrita acima não apenas auxilia na moldagem de materiais compósitos, por exemplo, mantendo o material compósito em uma posição estacionária com tensão suficiente através de seus eixos geométricos X e Y, mas também fornece vantagens funcionais adicionais significativas. Por exemplo, a disposição protege o bloco bruto de material compósito de contaminantes ambientais, tais como impurezas no ar ou no maquinário de estampagem. Essa proteção permite o uso (de outro modo não gerenciável) de ferramentas de prensa convencionais que são capazes de geometrias tridimensionais significativamente mais complexas que formação de vácuo ou tecnologias de ferramenta reconfigurável. Além disso, o uso da disposição de diafragma duplo pode permitir que o processo de liberação de molde seja eliminado do processo total. Além disso, fornece um produto moldado final que pode, se for desejado, manter a camada de diafragma, temporária ou permanentemente. Por exemplo, uma camada temporária pode ser desejada, por exemplo, para um revestimento para liberação, enquanto um revestimento permanente pode ser desejado, por exemplo, para tratamento de coroa ou ligação do material de diafragma à peça moldada. A função dos diafragmas dependerá do material de diafragma usado, discutido em mais detalhes abaixo. O processo de termoformação mecânica de diafragma duplo descrito no presente documento, portanto, fornece um meio eficaz e eficiente para produzir estruturas

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34/36 compósitas tridimensionais complexas de uma forma automatizada. As estruturas compósitas tridimensionais podem ser produzidas de modo rápido, repetido ou em grande escala. Por exemplo, estruturas compósitas tridimensionais podem ser formadas a partir de blocos brutos de material compósito substancialmente plano em ciclos de 1 a 10 minutos. Tais processos rápidos, repetíveis são adequados para a fabricação de peças automotivas e paneamento, tais como capôs, porta-malas, painéis de porta, pára-lamas e caixas da roda.

Exemplifícação [0080] Os seguintes exemplos são para apenas propósitos de ilustração e não devem ser interpretados como limitantes ao escopo das reivindicações anexas.

Exemplo 1: Termoformação Mecânica de Diafragma Duplo, Com Armação [0081] Um diafragma flexível inferior produzido a partir de um filme plástico (Solvay, anteriormente Cytec Industries, EMX045) foi submetido a vácuo em um leito que retém uma armação de fundo. Um bloco bruto de material produzido a partir de um epóxi reforçado com fibra de carbono (Solvay, anteriormente Cytec Industries, MTM710-1) foi assentado no topo do diafragma flexível inferior, seguido por uma armação central que tem uma entrada de vácuo. Um diafragma flexível superior produzido a partir do mesmo filme que o diafragma flexível inferior foi, então, posicionado de modo que cubra a armação central e o bloco bruto de material compósito. As armações de topo, central e de fundo foram presas juntas, criando, assim, uma vedação hermética a vácuo e um bolso vedado ligado pelo diafragma flexível inferior, pelo diafragma flexível superior e pela armação central. Um vácuo foi, então, aplicado para remover ar de entre o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior, até a pressão de vácuo ter atingido 670 mbar. Nesse ponto, o bloco bruto de material compósito foi firmemente sustentado por ambos os diafragmas, criando uma estrutura em camadas estacionária.

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35/36 [0082] A estrutura em camadas foi, então, reciprocada em um aparelho de aquecimento de contato, em que a mesma foi aquecida a 120 °C. Uma vez que a temperatura da estrutura em camadas tenha atingido 120 °C, a mesma foi reciprocada em uma ferramenta de prensa que compreende um molde macho e um molde fêmea encaixados, configurados no formato de um componente de porta automotiva estrutural. O molde macho foi, então, acionado em direção ao molde fêmea a uma taxa de aproximadamente 200 mm/s. O molde fêmea permaneceu estacionário, e ambos os moldes foram mantidos a 140 °C até a reticulação ter sido iniciada. A estrutura conformada foi removida da ferramenta de prensa enquanto ainda quente e deixada resfriar após a remoção.

[0083] O processo para conformar o bloco bruto de material compósito teve 10 minutos do início até o final (isto é, primeiro posicionamento do diafragma flexível inferior até o estabelecimento do formato final).

Exemplo 2: Isolamento sem Armação de Material Compósito [0084] Um bloco bruto de material compósito plano produzido a partir de um epóxi reforçado com fibra de carbono (Solvay, anteriormente Cytec Industries, Solvalite™ 710-1) foi disposto entre duas folhas de um filme plástico de 80 microns (Solvay, anteriormente Cytec Industries, EMX045). Após remover ar de entre as folhas de filme plástico, as folhas foram vedadas juntamente em tomo de 140 °C, com uma duração e resfriamento total de aproximadamente 8 segundos. Uma vez resfriada abaixo de 80 °C, a estrutura em camadas formada pelas duas folhas dispostas sobre o bloco bruto de material compósito mostrou ter resistibilidade adequada e características de solda suficientes. Os blocos brutos planos vedados foram armazenados por 4 dias a 21 °C e 6 meses a -18 °C, em cada caso nem intrusão observada de contaminantes.

[0085] O mesmo processo foi realizado com o uso do bloco bruto de

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36/36 material compósito plano produzido a partir de um éster reforçado com fibra de carbono (Solvay, anteriormente Cytec Industries, Solvalite™ 730). O bloco bruto plano vedado foi armazenado em uma pilha a 21 °C por 18 meses sem intrusão observada de contaminantes.

Exemplos Prospectivo 3: Termoformação Mecânica de Diafragma Duplo com o uso de Bloco Bruto sem Armação [0086] Os blocos brutos planos vedados em conformidade com o Exemplo 2 que incluem Solvalite™ 710-1, após armazenamento, serão colocados dentro de uma armação estrutural, de modo que a armação seja disposta em torno da periferia do bloco bruto de material compósito e o bloco bruto de material compósito seja firmemente sustentado por ambas as folhas de filme e a armação. Essa estrutura será, então, reciprocada em um aparelho de aquecimento de contato, onde será aquecida a 120 °C. Uma vez que a temperatura da estrutura em camadas tenha atingido 120 °C, a mesma será reciprocada em uma ferramenta de prensa que compreende um molde macho e um molde fêmea encaixados, configurados em um formato tridimensional desejado. O molde macho será, então, acionado em direção ao molde fêmea a uma taxa de aproximadamente 200 mm/s. O molde fêmea permanecerá estacionário, e ambos os moldes serão mantidos a 140 °C até a reticulação começar. A estrutura conformada será removida da ferramenta de prensa enquanto ainda quente e será deixada resfriar após a remoção.

[0087] Antecipa-se que o processo para conformar o bloco bruto de material compósito será terá significativamente menos que 10 minutos do início até o final (isto é, do posicionamento do bloco bruto plano vedado na armação até o estabelecimento do formato final).

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para isolar um material compósito do ambiente, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

(a) circundar um material compósito substancialmente plano com uma estrutura de diafragma impermeável a gases, flexível, sem armação, e (b) criar um bolso vedado na estrutura de diafragma, que aloja o material compósito apenas, removendo o ar entre o material compósito e a estrutura de diafragma e vedando todas as bordas abertas da estrutura de diafragma, de modo que os contaminantes sejam impedidos de entrar no bolso vedado sem uso de uma armação por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que criar um bolso vedado compreende vedar todas as bordas abertas de uma bolsa de diafragma ou folha de diafragma dobrada disposta sobre o material compósito.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que criar um bolso vedado compreende vedar duas folhas de diafragma em tomo de toda a periferia do material compósito.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que vedar todas as bordas abertas da estrutura de diafragma compreende vedação mecânica, aplicação de adesivo, vedação a quente, soldagem ou qualquer combinação dos mesmos.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que remover o ar compreende aplicar pressão de vácuo entre o material compósito e a estrutura de diafragma flexível.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a estrutura de diafragma

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2/9 compreende um filme que compreende uma ou mais camadas, em que cada uma é independentemente selecionada dentre uma camada plástica ou uma camada elástica.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o filme é descartável.
8. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o filme é reutilizável.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante a conformação subsequente do material compósito.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante o transporte e manuseio do material compósito.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os contaminantes são impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação por um período de até cerca de 6 meses sob condições ambientes.
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o bolso vedado mantém a integridade de vácuo por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.
13. Método para conformar um material compósito, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

(a) circundar um material compósito substancialmente plano com uma estrutura de diafragma impermeável a gases, flexível, sem armação;

(b) criar um bolso vedado na estrutura de diafragma, que aloja apenas o material compósito, removendo o ar entre o material compósito e a

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3/9 estrutura de diafragma e vedando todas as bordas abertas da estrutura de diafragma, formando, assim, uma estrutura em camadas, de modo que:

ar e contaminantes sejam impedidos de entrar no bolso vedado sem o uso de uma armação, e o material compósito seja mantido estacionário dentro do bolso vedado até calor, força ou uma combinação dos mesmos ser aplicada ao mesmo;

(c) dispor opcionalmente a estrutura de diafragma dentro de uma armação estruturar; e (d) conformar o material compósito dentro do bolso vedado da estrutura de diafragma.
14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que criar um bolso vedado compreende vedar as bordas abertas de uma bolsa de diafragma ou folha de diafragma dobrada disposta sobre o material compósito.
15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que criar um bolso vedado compreende vedar duas folhas de diafragma em tomo de toda a periferia do material compósito.
16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pelo fato de que vedar todas as bordas abertas da estrutura de diafragma compreende vedação mecânica, aplicação de adesivo, vedação a quente, soldagem ou qualquer combinação dos mesmos.
17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pelo fato de que remover o ar compreende aplicar pressão de vácuo entre o material compósito e a estrutura de diafragma flexível.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 17, caracterizado pelo fato de que a estrutura de diafragma compreende um filme que compreende uma ou mais camadas, em que cada uma é

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4/9 independentemente selecionada dentre uma camada plástica ou uma camada elástica.
19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o filme é descartável.
20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o filme é reutilizável.
21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 20, caracterizado pelo fato de que vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes por um período de tempo de 1 mês a 6 meses sob condições ambientes.
22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 21, caracterizado pelo fato de que vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante a conformação na etapa (c).
23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 22, caracterizado pelo fato de que vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante o transporte e manuseio do material compósito.
24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 23, caracterizado pelo fato de que vedar a estrutura de diafragma fornece uma força de vedação suficiente para inibir a admissão de contaminantes durante o armazenamento do material compósito, em que o armazenamento ocorre por até cerca de 6 meses.
25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 23, caracterizado pelo fato de que o bolso vedado mantém a integridade de vácuo por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.
26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 25, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente usinar o

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5/9 material compósito de acordo com um padrão antes da etapa (a).
27. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 26, caracterizado pelo fato de que a estrutura em camadas é manipulada por meios automatizados.
28. Método para conformar um material compósito, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

(a) colocar um material compósito substancialmente plano entre um diafragma flexível superior e um diafragma flexível inferior, criando-se um bolso vedado entre os diafragmas que aloja o material compósito, (b) colocar o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior em contato íntimo com o material compósito, formando, assim, uma estrutura em camadas, em que o material compósito é mantido estacionário entre o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior até calor ou força ser aplicada à estrutura em camadas;

(c) pré-aquecer, opcionalmente, a estrutura em camadas em um aparelho de aquecimento a uma temperatura suficiente para diminuir a viscosidade do material compósito ou amolecer os diafragmas;

(d) posicionar a estrutura em camadas em uma ferramenta de prensa que compreende um molde macho e um molde fêmea correspondente separados por um interstício, em que o molde macho e o molde fêmea têm, cada um, independentemente, uma superfície de moldagem não plana, (e) comprimir a estrutura em camadas entre o molde macho e o molde fêmea fechando-se o interstício entre o molde macho e o molde fêmea; e (f) manter o molde macho e o molde fêmea em uma posição fechada até a viscosidade da estrutura em camadas atingir um nível suficiente para manter um formato moldado.
29. Método de acordo com a reivindicação 28, caracterizado

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6/9 pelo fato de que a etapa (e) compreende fechar parcialmente o interstício entre o molde macho e o molde fêmea de modo que um interstício menor seja formado entre os moldes, em que o interstício menor é subsequentemente fechado após um tempo específico ou a viscosidade ser atingida.
30. Método de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizado pelo fato de que o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima da temperatura ambiente.
31. Método de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima de 100 °C.
32. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 31, caracterizado pelo fato de que a etapa (e) compreende fechar o interstício entre o molde macho e o molde fêmea a uma velocidade entre cerca de 0,7 mm/s e cerca de 400 mm/s, enquanto o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima do ponto de amolecimento do material compósito.
33. Método de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que a etapa (e) é executada até a viscosidade do material compósito ser menor que 1,0 x 10⁸ m Pa.
34. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 33, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende aplicar uma pressão de vácuo de pelo menos cerca de 670 mbar entre o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior.
35. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 34, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente (g) resfriar a estrutura em camadas na ferramenta até uma temperatura que está abaixo da temperatura de amolecimento do material compósito.
36. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 34, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente (g)

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7/9 remover a estrutura em camadas da ferramenta enquanto a estrutura em camadas está acima da temperatura de amolecimento do material compósito.
37. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 36, caracterizado pelo fato de que o molde macho e o molde fêmea são mantidos em uma posição fechada entre cerca de 10 segundos e cerca de 30 minutos.
38. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 37, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente usinar o material compósito de acordo com um padrão antes da etapa (a).
39. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 38, caracterizado pelo fato de que o diafragma superior e o diafragma inferior são mantidos juntos por uma armação estrutural que compreende uma armação de topo, uma armação central e uma armação de fundo, em que:

o diafragma inferior é mantido entre a armação de fundo e a armação central; e o diafragma superior é mantido entre a armação central e a armação de topo.
40. Método de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que a armação central fornece uma fonte de vácuo à montagem.
41. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 38, caracterizado pelo fato de que o diafragma superior e o diafragma inferior são mantidos juntos por uma armação estrutural que compreende uma armação de topo e uma armação de fundo, em que tanto o diafragma inferior quanto o diafragma superior são mantidos entre a armação central e a armação de topo.
42. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 41, caracterizado pelo fato de que o diafragma superior e o diafragma inferior são, cada um, independentemente, selecionados dentre um filme que compreende uma ou mais camadas, cada um, independentemente,

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8/9 selecionados dentre uma camada de borracha, uma cada de silicone e uma camada plástica.
43. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 42, caracterizado pelo fato de que o aparelho de aquecimento é um aquecedor de contato ou um aquecedor IR.
44. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 43, caracterizado pelo fato de que a estrutura em camadas está posicionada na ferramenta de prensa e no aparelho de aquecimento opcional por meios automatizados.
45. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 44, caracterizado pelo fato de que a pressão de vácuo é aplicada a qualquer porção da ferramenta de prensa.
46. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 45, caracterizado pelo fato de que o material compósito compreende fibras estruturais de um material selecionado dentre aramida, polietileno de módulo alto (PE), poliéster, poli-p-fenileno-benzobisoxazol (PBO), carbono, vidro, quartzo, alumina, zircônia, carboneto de silício, basalto, fibras naturais e combinações dos mesmos.
47. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 46, caracterizado pelo fato de que o material compósito compreende um aglutinante ou material de matriz selecionado dentre polímeros termoplásticos, resinas termofixas e combinações dos mesmos.
48. Material compósito isolado, caracterizado pelo fato de que compreende um material compósito substancialmente plano vedado dentro de um bolso submetido a vácuo de uma estrutura de diafragma impermeável a gases, flexível, sem armação, em que os contaminantes são impedidos de entrar no bolso submetido a vácuo por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.
49. Material compósito isolado de acordo com a reivindicação

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48, caracterizado pelo fato de que os contaminantes são impedidos de entrar no bolso submetido a vácuo durante a conformação do material compósito.
50. Material compósito isolado de acordo com a reivindicação 48 ou 49, caracterizado pelo fato de que os contaminantes são impedidos de entrar no bolso submetido a vácuo durante o armazenamento, o transporte e/ou o manuseio do material compósito.
51. Material compósito isolado de acordo com qualquer uma das reivindicações 48 a 50, caracterizado pelo fato de que os contaminantes são impedidos de entrar no bolso submetido a vácuo durante o armazenamento do material compósito, em que o armazenamento ocorre por até cerca de 6 meses.
52. Material compósito isolado de acordo com qualquer uma das reivindicações 48 a 51, caracterizado pelo fato de que o bolso submetido a vácuo mantém a integridade de vácuo por um período de pelo menos cerca de 1 mês sob condições ambientes.