BR112020024741A2

BR112020024741A2 - sistemas e métodos para formação de componentes estruturais

Info

Publication number: BR112020024741A2
Application number: BR112020024741-3A
Authority: BR
Inventors: Tom Wassenberg
Original assignee: Ocv Intellectual Capital, Llc
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2021-03-23
Also published as: WO2019236323A1; CN112236290A; US20210162686A1; MX2020013132A; EP3802076A1; US20220410509A1

Abstract

Sistemas (300) e métodos para formação de componentes estruturais de uma fonte, como um ou mais rolos (302), de um material fibroso (por exemplo, tecido) são divulgados. O material fibroso (304) é feito de múltiplas camadas (308, 310, 312), com pelo menos um par de camadas adjacentes tendo diferentes comprimentos.

Description

“SISTEMAS E MÉTODOS PARA FORMAÇÃO DE COMPONENTES ESTRUTURAIS” REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica prioridade a e qualquer benefício do Pedido de Patente Provisório U.S. nº 62/681.875, depositado em 7 de junho de 2018, cujo conteúdo inteiro é incorporado aqui por referência.

CAMPO

[002] Os conceitos inventivos gerais se referem a materiais reforçados com fibras e, mais particularmente, a sistemas e métodos de uso de materiais reforçados com fibras para produzir componentes estruturais.

FUNDAMENTOS

[003] É conhecido o uso de materiais reforçados com fibras, tais como tecidos, esteiras, véus e semelhantes para formar componentes estruturais. Por exemplo, a Patente U.S. Nº 8.226.866 descreve a produção de um laminado por um processo contínuo. O processo envolve puxar cabos de fibras (por exemplo, fibras de vidro ou fibras de carbono) através de um banho de resina, em que a resina é então curada para formar o laminado. Dentro do laminado, as fibras são dispostas lado a lado e substancialmente paralelas umas às outras. Esse laminado é frequentemente denominado como laminado unidirecional. O laminado pode ter uma espessura de 1 mm a vários mm. O laminado pode ser formado para ter quase qualquer largura prática. Após a produção, o laminado em forma de folha é enrolado em rolos, cada um com um comprimento de algumas centenas de metros.

[004] Esses laminados são úteis para formar componentes estruturais. Conforme observado na patente '866, esses laminados podem ser empilhados ou, de outra forma, dispostos em camadas para formar uma tampa de longarina de uma pá de uma turbina de energia eólica. Em particular, várias camadas de peças cortadas do laminado são dispostas umas sobre as outras para formar o componente estrutural.

As peças são organizadas em áreas e regiões específicas de um molde. Um processo de infusão introduz um material de matriz curável (uma resina) no molde para penetrar nas camadas do laminado. Um vácuo pode ser aplicado ao molde durante o processo de infusão para pressionar as camadas de peças cortadas juntas e ajudar a resina a penetrar nas camadas.

[005] Um sistema convencional 100 para formar um componente estrutural, neste caso uma tampa de longarina de uma pá de turbina eólica, será descrito com referência às Figuras 1 a 3. No sistema 100, uma máquina 102 continuamente produz um material reforçado com fibra na forma de um tecido têxtil 104 tendo uma largura predeterminada w. O tecido 104 inclui ou é de outro modo reforçado com fibras (por exemplo, fibras de vidro e/ou de carbono) que se estendem substancialmente ao longo de um comprimento do tecido 104 (isto é, paralelo à seta 106). À medida que o tecido 104 sai da máquina 102 e se desloca em uma direção indicada pela seta 106, o tecido 104 é enrolado em um área do rolo 108. Uma bobinadora ou outro meio de transporte puxa o tecido 104 da máquina 102 para a área do rolo 108. As pás ou outros meios de corte formam fendas 110 no tecido 104 antes da área do rolo 108. Desta forma, rolos discretos 112 do tecido 104 são formados. Na modalidade mostrada na Figura 1, três fendas 110 são feitas para formar quatro rolos 112, com cada rolo 112 tendo uma largura aproximada de w/4.

[006] Uma vez que uma quantidade predeterminada do tecido 104 foi enrolada na área do rolo 108, um corte 114 é feito através da largura w do tecido 104, separando assim os rolos 112 do tecido 104 que sai da máquina 102. A máquina 102 pode ser interrompida ou de outra forma pausada durante esta operação de corte.

[007] Conforme mostrado na Figura 2, uma vez que os rolos 112 são separados do tecido 104, uma série de rolos 112 são colocados em um palete 120 ou de outra forma embalados juntos para armazenamento e/ou trânsito, antes de seu uso. Na Figura 2, oito rolos 112 repousam no palete 120. Uma pegada típica do palete

120 é de 45 polegadas (largura) por 54 polegadas (comprimento).

[008] Quando é hora de formar a tampa da longarina, os rolos 112 de um ou mais paletes 120 são movidos para a proximidade de um molde 128 usado para formar a tampa de longarina. Como observado acima, a tampa de longarina é formada por camadas, como por aplicação manual, uma série de peças cortadas do tecido 104 dos rolos 112. O número e a colocação das peças cortadas dentro do molde 128 definem as propriedades (por exemplo, forma, espessura) da tampa da longarina.

[009] Conforme mostrado na Figura 3, um primeiro rolo 130 do tecido 104 é retirado do palete 120 e cortado em peças de comprimentos desejados para serem colocadas no molde 128. Em particular, uma primeira quantidade do tecido 104 é desenrolada na direção da seta 132 e em seguida, cortada para formar uma primeira peça 134 de comprimento L1 representado pela linha tracejada 1-1. Em seguida, uma segunda quantidade de tecido 104 é desenrolada na direção da seta 132 e, em seguida, cortada para formar uma segunda peça 136 de comprimento L2 representado pela linha tracejada 2-2. Como as linhas 1-1 e 2-2 indicam, o comprimento L1 da primeira peça 134 é maior do que o comprimento L2 da segunda peça 136. Embora algumas peças cortadas possam ter o mesmo comprimento, muitas das peças cortadas terão comprimentos diferentes. Cada peça cortada sucessiva é posicionada ou sobreposta de outra forma às peças cortadas anteriores. Normalmente, muitas peças cortadas (por exemplo, 50 ou mais) são necessárias. Este processo é repetido até que uma espessura e forma desejadas sejam obtidas dentro do molde 128. Finalmente, a resina é introduzida no molde, tal como pelo processo de infusão acima mencionado, e curada para formar a tampa de longarina.

[010] Uma vez que muitas peças cortadas do tecido 104 são necessárias para formar a tampa de longarina, o processo de formação pode ser demorado. Este tempo de formação necessário continuou a aumentar conforme o tamanho e a complexidade das tampas de longarina e componentes relacionados aumentaram.

Por conseguinte, há uma necessidade não atendida de sistemas melhorados e métodos de uso de materiais reforçados com fibra para produzir componentes estruturais de rolos de material fornecidos em paletes.

SUMÁRIO

[011] É proposto neste documento fornecer sistemas e métodos melhorados de formação de componentes estruturais a partir de um material reforçado com fibra (por exemplo, obtido a partir de rolos do material).

[012] Em uma modalidade exemplificativa, um sistema para produzir um componente estrutural formado por moldagem uma pluralidade de camadas de um material reforçado com fibra é divulgado. O sistema compreende um rolo do material reforçado com fibra, em que o rolo inclui uma pluralidade de camadas do material reforçado com fibra, em que uma primeira camada do material reforçado com fibra no rolo é adjacente a uma segunda camada do material reforçado com fibra no rolo, em que um comprimento da primeira camada difere de um comprimento da segunda camada para formar um deslocamento, e em que o deslocamento corresponde ao posicionamento desejado da primeira camada em relação à segunda camada em um molde. Em algumas modalidades exemplificativas, o deslocamento contribui para um perfil intencionado do componente estrutural.

[013] Em algumas modalidades exemplificativas, o rolo compreende de 3 a camadas do material reforçado com fibra. Em algumas modalidades exemplificativas, o rolo compreende pelo menos 4 camadas do material reforçado com fibra.

[014] Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada no rolo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por um adesivo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por costura. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por pelo menos um clipe removível. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por emaranhamento mecânico de fibras na primeira camada e fibras na segunda camada.

[015] Em algumas modalidades exemplificativas, o componente estrutural é uma pá de turbina eólica. Em algumas modalidades exemplificativas, o componente estrutural é uma tampa de longarina.

[016] Em algumas modalidades exemplificativas, o material reforçado com fibra inclui fibras de vidro. Em algumas modalidades exemplificativas, o material reforçado com fibra inclui fibras de carbono.

[017] Em algumas modalidades exemplificativas, o sistema compreende ainda uma resina para introdução no molde. A resina é operável para ser curada ou endurecida de outra forma para ligar as camadas do material reforçado com fibra no molde juntas.

[018] Em uma modalidade exemplificativa, um sistema para produzir um componente estrutural formado por moldagem uma pluralidade de camadas de um material reforçado com fibra é divulgado. O sistema compreende um rolo do material reforçado com fibra, em que o rolo inclui uma pluralidade de camadas do material reforçado com fibra, em que o rolo inclui indícios de onde cortar o material reforçado com fibra para formar um primeiro comprimento do material reforçado com fibra e um segundo comprimento do material reforçado com fibra, em que uma primeira camada do material reforçado com fibra no primeiro comprimento é adjacente a uma segunda camada do material reforçado com fibra no primeiro comprimento, em que uma primeira camada do material reforçado com fibra no segundo comprimento é adjacente a uma quarta camada do material reforçado com fibra no segundo comprimento, em que um comprimento da primeira camada difere de um comprimento da segunda camada para formar um primeiro deslocamento, em que um comprimento da primeira camada difere de um comprimento da quarta camada para formar um segundo deslocamento, em que o primeiro deslocamento corresponde ao posicionamento desejado da primeira camada em relação à segunda camada em um molde, e em que o segundo deslocamento corresponde ao posicionamento desejado da primeira camada em relação à quarta camada no molde. Em algumas modalidades exemplificativas, o primeiro deslocamento e/ou o segundo deslocamento contribui para um perfil intencionado do componente estrutural.

[019] Em algumas modalidades exemplificativas, o comprimento da primeira camada difere do comprimento da primeira camada. Em algumas modalidades exemplificativas, o comprimento da segunda camada difere do comprimento da quarta camada.

[020] Em algumas modalidades exemplificativas, o rolo compreende de 3 a camadas do material reforçado com fibra. Em algumas modalidades exemplificativas, o rolo compreende pelo menos 4 camadas do material reforçado com fibra.

[021] Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada no rolo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por um adesivo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por costura. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por pelo menos um clipe removível. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por emaranhamento mecânico de fibras na primeira camada e fibras na segunda camada.

[022] Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada no rolo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada por um adesivo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada por costura. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada por pelo menos um clipe removível. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada por emaranhamento mecânico de fibras na primeira camada e fibras na quarta camada.

[023] Em algumas modalidades exemplificativas, o componente estrutural é uma tampa de longarina.

[024] Em algumas modalidades exemplificativas, o material reforçado com fibra inclui pelo menos uma das fibras de vidro e fibras de carbono.

[025] Em algumas modalidades exemplificativas, o sistema compreende ainda uma resina para introdução no molde. A resina é operável para ser curada ou endurecida de outra forma para ligar as camadas do material reforçado com fibra no molde juntas.

[026] Em uma modalidade exemplificativa, um método de produzir um componente estrutural formado por moldagem uma pluralidade de camadas de um material reforçado com fibra é divulgado. O método compreende: fornecer um rolo do material reforçado com fibra, em que o rolo inclui uma pluralidade de camadas do material reforçado com fibra; remover um primeiro comprimento do material reforçado com fibra do rolo, o primeiro comprimento incluindo uma primeira camada do material reforçado com fibra e uma segunda camada do material reforçado com fibra, em que a primeira camada é adjacente à segunda camada, e em que um comprimento da primeira camada difere de um comprimento da segunda camada para formar um primeiro deslocamento; e posicionar o primeiro comprimento do material reforçado com fibra em um molde de modo que o primeiro deslocamento esteja em um local desejado, desse modo simultaneamente posicionar a primeira camada e a segunda camada no molde.

[027] Em algumas modalidades exemplificativas, o método compreende ainda introduzir uma resina no molde, e curar a resina para formar o componente estrutural.

[028] Em algumas modalidades exemplificativas, o método compreende ainda: remover um segundo comprimento do material reforçado com fibra do rolo, o segundo comprimento incluindo uma primeira camada do material reforçado com fibra e uma quarta camada do material reforçado com fibra, em que a primeira camada é adjacente à quarta camada, e em que um comprimento da primeira camada difere de um comprimento da quarta camada para formar um segundo deslocamento; e posicionar o segundo comprimento do material reforçado com fibra no molde de modo que o segundo deslocamento esteja em um local desejado, desse modo simultaneamente posicionar a primeira camada e a quarta camada no molde.

[029] Em algumas modalidades exemplificativas, o primeiro comprimento é adjacente ao segundo comprimento no molde.

[030] Em algumas modalidades exemplificativas, o comprimento da primeira camada difere do comprimento da primeira camada.

[031] Em algumas modalidades exemplificativas, o comprimento da segunda camada difere do comprimento da quarta camada.

[032] Em algumas modalidades exemplificativas, o rolo compreende de 3 a camadas do material reforçado com fibra. Em algumas modalidades exemplificativas, o rolo compreende pelo menos 4 camadas do material reforçado com fibra.

[033] Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada no rolo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por um adesivo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por costura. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por pelo menos um clipe removível. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à segunda camada por emaranhamento mecânico de fibras na primeira camada e fibras na segunda camada.

[034] Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada no rolo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada por um adesivo. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada por costura. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada por pelo menos um clipe removível. Em algumas modalidades exemplificativas, a primeira camada é fixada à quarta camada por emaranhamento mecânico de fibras na primeira camada e fibras na quarta camada.

[035] Em algumas modalidades exemplificativas, o componente estrutural é uma tampa de longarina.

[036] Em algumas modalidades exemplificativas, o material reforçado com fibra inclui pelo menos uma das fibras de vidro e fibras de carbono.

[037] Em algumas modalidades exemplificativas, o componente estrutural é formado de uma pluralidade de rolos do material reforçado com fibra.

[038] Em uma modalidade exemplificativa, uma embalagem de material reforçado com fibra para produzir um componente estrutural é divulgada. À embalagem de material reforçado com fibra inclui múltiplas camadas, em que pelo menos um par de camadas adjacentes na embalagem tem diferentes comprimentos. Desta maneira, as camadas são posicionadas em relação umas às outras na embalagem com base em seu posicionamento intencionado em relação uma à outra em um molde para formar o componente estrutural.

[039] Em uma modalidade exemplificativa, um rolo de material reforçado com fibra para produzir um componente estrutural é divulgado. O rolo de material reforçado com fibra inclui múltiplas camadas, em que pelo menos um par de camadas adjacentes no rolo tem diferentes comprimentos. Desta maneira, as camadas são posicionadas em relação umas às outras no rolo com base em seu posicionamento intencionado em relação uma à outra em um molde para formar o componente estrutural.

[040] Numerosos outros aspectos, vantagens e/ou características dos conceitos inventivos gerais se tornarão mais facilmente evidentes a partir da seguinte descrição detalhada de modalidades exemplificativas, a partir das reivindicações e dos desenhos anexos apresentados neste documento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[041] Os conceitos inventivos gerais, bem como modalidades e vantagens dos mesmos, são descritos abaixo em mais detalhes, a título de exemplo, com referência aos desenhos nos quais:

[042] A Figura 1 é um diagrama de um sistema convencional para formar um tecido têxtil.

[043] A Figura 2 é um diagrama de rolos do tecido têxtil produzido pelo sistema da Figura 1.

[044] A Figura 3 é um diagrama que mostra o uso dos rolos da Figura 2 durante a produção da tampa de longarina.

[045] As Figuras 4A e 4B ilustram uma técnica convencional para formar uma tampa de longarina de um rolo de material reforçado com fibra. A Figura 4A é um diagrama que mostra a separação de peças discretas do rolo de material reforçado com fibra. A Figura 4B é um diagrama que mostra a colocação das peças da Figura 4A em um molde para formar a tampa de longarina.

[046] As Figuras 5A, 5B e 5C ilustram uma técnica para formar uma tampa de longarina de um rolo de material reforçado com fibra, de acordo com uma modalidade exemplificativa. A Figura 5A é um diagrama que mostra separação de uma pilha de tecido do rolo de material reforçado com fibra. A Figura 5B é uma vista detalhada de uma seção da pilha de tecido da Figura 5A. A Figura 5C é um diagrama que mostra a colocação da pilha de tecido da Figura 5A em um molde para formar a tampa de longarina.

[047] A Figura 6 é um diagrama que mostra a produção de uma pilha de tecido, de acordo com uma modalidade exemplificativa.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[048] Embora os conceitos inventivos gerais sejam suscetíveis de modalidade em muitas formas diferentes, são mostrados nos desenhos e serão descritos aqui em detalhes, modalidades específicas dos mesmos com o entendimento de que a presente divulgação deve ser considerada como uma exemplificação de os princípios dos conceitos inventivos gerais. Por conseguinte, os conceitos inventivos gerais não se destinam a ser limitados às modalidades específicas aqui ilustradas.

[049] Os conceitos inventivos gerais abrangem sistemas e métodos para formação de componente estrutural das camadas de um material reforçado com fibra obtido de uma fonte do material. Embora as modalidades exemplificativas descritas neste documento divulguem um ou mais rolos como a fonte do material reforçado com fibra, os conceitos inventivos gerais abrangem outros meios de fazer, armazenar e transportar o material reforçado com fibra que não envolvem enrolar o material reforçado com fibra em um rolo. Por exemplo, o material reforçado com fibra pode ser empilhado em um palete, dobrado em uma caixa, etc.

[050] Um sistema convencional 200 para formar um componente estrutural (por exemplo, uma tampa de longarina) será descrito com referência às Figuras 4A e 4B. No sistema 200, um rolo 202 de um material reforçado com fibra (por exemplo, o tecido 104) para formar a tampa de longarina é fornecido.

[051] Uma primeira porção 204 do material reforçado com fibra é desenrolada e cortada (indicada pela linha tracejada 206) do rolo 202. Suponha que este processamento leve uma certa quantidade de tempo t1.

[052] A primeira porção 204 do material reforçado com fibra é, então, colocada em um molde 220 e posicionada de acordo com uma especificação de projeto para a tampa de longarina. Esse processamento leva uma certa quantidade de tempo t2.

[053] Em seguida, uma segunda porção 208 do material reforçado com fibra é desenrolada e cortada (indicada pela linha tracejada 210) do rolo 202. Esse processamento leva uma certa quantidade de tempo t3.

[054] A segunda porção 208 do material reforçado com fibra é, então, colocada no molde 220 e posicionada em relação à primeira porção 204 do material reforçado com fibra de acordo com a especificação de projeto para a tampa de longarina. Esse processamento leva uma certa quantidade de tempo ta.

[055] Finalmente, uma terceira porção 212 do material reforçado com fibra é desenrolada e cortada (indicada pela linha tracejada 214) do rolo 202. Esse processamento leva uma certa quantidade de tempo ts.

[056] A terceira porção 212 do material reforçado com fibra é, então, colocada no molde 220 e posicionada em relação à primeira porção 204 e a segunda porção 208 do material reforçado com fibra de acordo com a especificação de projeto para a tampa de longarina. Esse processamento leva uma certa quantidade de tempo te.

[057] Para simplificar, assumindo que a tampa de longarina é construída apenas a partir da primeira, segunda e terceira porções 204, 208, 212 do material reforçado com fibra, então o tempo total de processamento para formar a tampa de longarina (sem levar em consideração conta o tempo de introdução da resina no molde e cura do mesmo) pode ser representado como: ttota = t1 + t2 + t3 + ts + te.

[058] Como pode ser visto, este tempo total de processamento (ttota)) para formar a tampa de longarina aumentará conforme o número de porções (isto é, camadas) do material reforçado com fibra necessário para ser cortado do rolo 202 e colocado no molde 220 aumenta.

[059] Conforme observado acima, não é incomum que as longarinas exijam muitas (por exemplo, 50 ou mais) peças discretas do material reforçado com fibra a serem colocadas em camadas (por exemplo, colocadas à mão) no molde 220. Normalmente, muitas (se nem todas) das peças cortadas do rolo 202 irão variar em comprimento. O número e a colocação das peças cortadas dentro do molde 220 definem as propriedades (por exemplo, forma, espessura) da tampa de longarina.

[060] No exemplo mostrado nas Figuras 4A e 4B, a primeira porção 204 do material reforçado com fibra tem um comprimento L1, a segunda porção 208 do material reforçado com fibra tem um comprimento L>2, e a terceira porção 212 do material reforçado com fibra tem um comprimento L3, em que La > La > L1.

[061] Um sistema 300 para formar um componente estrutural (por exemplo, uma tampa de longarina), de acordo com uma modalidade exemplificativa da invenção, será descrito com referência às Figuras 5A, 5B, e 5C. No sistema 300, um rolo 302 de um material reforçado com fibra para formar a tampa de longarina é fornecido. Neste caso, o material reforçado com fibra é uma pilha de tecido 304 compreendendo múltiplas camadas discretas do material reforçado com fibra, em que pelo menos um par de camadas adjacentes no rolo 302 tem diferentes comprimentos.

[062] Uma porção da pilha de tecido 304 é desenrolada e cortada (indicada pela linha tracejada 306) do rolo 302. Suponha que este processamento leve uma certa quantidade de tempo t7.

[063] A porção da pilha de tecido 304 é, então, colocada em um molde 320 e posicionada de acordo com uma especificação de projeto para a tampa de longarina. Esse processamento leva uma certa quantidade de tempo ts.

[064] Conforme mostrado em detalhe z da Figura 5B, a porção da pilha de tecido 304 inclui três camadas discretas, isto é, uma primeira camada 308, uma segunda camada 310, e uma primeira camada 312. Para facilitar uma comparação, a primeira camada 308 da pilha de tecido 304 tem aproximadamente a mesma composição como a primeira porção 204 do material reforçado com fibra (incluindo um comprimento Li), a segunda camada 310 da pilha de tecido 304 tem aproximadamente a mesma composição como a segunda porção 208 do material reforçado com fibra (incluindo um comprimento L2), e a primeira camada 312 da pilha de tecido 304 tem aproximadamente a mesma composição como a terceira porção 212 do material reforçado com fibra (incluindo um comprimento L3).

[065] Para simplificar, assumindo que a tampa de longarina é construída apenas a partir de uma única porção da pilha de tecido 304 desenrolada e cortada do rolo 302, então o tempo total de processamento para formar a tampa de longarina (sem levar em consideração o tempo para introduzir a resina no molde e curar a mesma) pode ser representado como: ttota = t7 + ts. Isso ocorre porque as camadas individuais 308, 310, 312 já estão posicionadas uma em relação à outra no rolo 302 com base em seu posicionamento pretendido em relação uma à outra no molde 320 de acordo com a especificação de projeto para a tampa de longarina.

[066] Assim, tratando o tempo ti como aproximadamente igual ao tempo t: e o tempo ta como aproximadamente igual ao tempo t2, o tempo total de processamento do sistema 300 é significativamente reduzido (por exemplo, em aproximadamente t3 + ta + ts + to) em comparação com o tempo de processamento total do sistema convencional 200. Espera-se que esta economia de tempo de processamento aumente ainda mais à medida que o número de camadas formando a pilha de tecido 304 no rolo 302 aumenta.

[067] Conforme observado acima, as camadas múltiplas (por exemplo, camadas 308, 310, 312) na pilha de tecido 304 são posicionadas em relação umas às outras no rolo 302 com base em seu posicionamento pretendido em relação ao outro no molde 320, de acordo a uma especificação de projeto para o componente estrutural sendo moldado.

[068] Em algumas modalidades exemplificativas, o posicionamento relativo das camadas na pilha de tecido 304 é mantido simplesmente pelo processo de laminação (consultar a Figura 6).

[069] Em algumas modalidades exemplificativas, meios para fixar as camadas umas às outras podem ser usados. Tais meios de fixação podem ser usados para evitar o movimento indesejado das camadas em relação umas às outras, tal como durante o processo de laminação ou subsequente manuseio a jusante do material reforçado com fibra (por exemplo, colocação da pilha de tecido 304 no molde 320). Os meios de fixação também podem ser eficazes na prevenção de rugas ou formações semelhantes na pilha de tecido 304, uma vez que tais rugas podem introduzir falhas no componente estrutural moldado ou de outra forma exigir tempo de produção adicional para remover as rugas manualmente.

[070] Qualquer meio adequado para manter o posicionamento relativo de cada camada de material reforçado com fibra na pilha de tecido 304 pode ser usado. Em algumas modalidades exemplificativas, os meios de fixação é um adesivo. Em algumas modalidades exemplificativas, os meios de fixação é um aglutinante. Em algumas modalidades exemplificativas, os meios de fixação envolvem o emaranhamento mecânico (por exemplo, agulhamento) das camadas. Em algumas modalidades exemplificativas, os meios de fixação envolvem costurar as camadas juntas. Em algumas modalidades exemplificativas, os meios de fixação pode ser um meio temporário de manter as camadas na pilha de tecido 304 juntas, tais como grampos removíveis, clipes ou semelhantes.

[071] Um sistema 400 para produzir o rolo 302 da pilha de tecido 304, de acordo com uma modalidade exemplificativa, é mostrado na Figura 6.

[072] Visto que, a pilha de tecido 304 é feita da primeira camada 308, da segunda camada 310, e a primeira camada 312 do material reforçado com fibra, o sistema 400 utiliza primeiro rolo de abastecimento 402, um segundo rolo de abastecimento 404, e um terceiro rolo de abastecimento 406 do material reforçado com fibra. Um suporte 410 ou outra estrutura para conter os rolos de abastecimento 402, 404, 406 é montado em um quadro 412 ou outra estrutura de suporte (por exemplo, piso).

[073] O material reforçado com fibra é simultaneamente desenrolado a partir dos rolos de abastecimento 402, 404, 406 para formar a pilha de tecido 304. Em particular, uma primeira porção da pilha de tecido 304 inclui uma primeira camada 420 do material reforçado com fibra tendo o comprimento L1, uma segunda camada 422 do material reforçado com fibra tendo o comprimento L2, e uma primeira camada 424 do material reforçado com fibra tendo o comprimento L3, que são alimentados para uma bobinadora 414 que bobina as camadas 420, 422, 424 no rolo 302. Conforme observado acima, La > L2 > Li. Em outras palavras, a primeira camada 420 é deslocada a partir da segunda camada 422 por um comprimento 430, enquanto a segunda camada 422 é deslocada a partir da primeira camada 424 por um comprimento 432, durante o enrolamento das camadas 420, 422, 424 pela bobinadora

414. Estes comprimentos deslocados podem ser repetidos e/ou variados para outras porções da pilha de tecido 304 no rolo 302.

[074] Ao usar uma pilha de tecido (por exemplo, a pilha de tecido 304), como descrita aqui, uma tampa de longarina ou outro componente estrutural moldado pode geralmente ser formado mais rapidamente e de uma maneira menos trabalhosa (proporcionando um benefício de custo). Por exemplo, uma longarina pode ser formada por camadas, como por aplicação manual, uma ou mais porções da pilha de tecido em um molde. O número de camadas em cada porção da pilha de tecido e os comprimentos de deslocamento relativo entre as camadas corresponderão ao posicionamento das camadas individuais de material reforçado com fibra no molde, definindo assim as propriedades (por exemplo, forma, espessura) da tampa de longarina.

[075] Será apreciado que o escopo dos conceitos inventivos gerais não se destina a ser limitado às modalidades exemplares particulares mostradas e descritas neste documento. A partir da divulgação dada, aqueles versados na técnica não só compreenderão os conceitos inventivos gerais e suas vantagens associadas, mas também encontrarão várias mudanças e modificações aparentes nos sistemas e métodos divulgados.

Por exemplo, embora várias modalidades exemplificativas sejam descritas neste documento como tendo um rolo de várias camadas de material de reforço em que um comprimento de camadas adjacentes difere em comprimento, as camadas também podem diferir por outras propriedades (por exemplo, largura, espessura, peso, composição, etc.). Como um outro exemplo, embora as modalidades exemplificativas mostradas e descritas neste documento ilustrem uma pilha de tecido incluindo três camadas distintas, os conceitos inventivos gerais não são tão limitados e, em vez disso, contemplam pilhas de tecido que podem ter mais ou menos camadas totais.

Procura-se, portanto, cobrir todas as mudanças e modificações que caiam dentro do espírito e escopo dos conceitos inventivos gerais, conforme descrito e reivindicado neste documento, e quaisquer equivalentes dos mesmos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para produzir um componente estrutural formado por moldagem, uma pluralidade de camadas de um material reforçado com fibra, o sistema CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um rolo do material reforçado com fibra, em que o rolo inclui uma pluralidade de camadas do material reforçado com fibra, em que o rolo inclui indícios de onde cortar o material reforçado com fibra para formar um primeiro comprimento do material reforçado com fibra e um segundo comprimento do material reforçado com fibra, em que uma primeira camada do material reforçado com fibra no primeiro comprimento é adjacente a uma segunda camada do material reforçado com fibra no primeiro comprimento, em que uma primeira camada do material reforçado com fibra no segundo comprimento é adjacente a uma quarta camada do material reforçado com fibra no segundo comprimento, em que um comprimento da primeira camada difere de um comprimento da segunda camada para formar um primeiro deslocamento, em que um comprimento da primeira camada difere de um comprimento da quarta camada para formar um segundo deslocamento, em que o primeiro deslocamento corresponde ao posicionamento desejado da primeira camada em relação à segunda camada em um molde, e em que o segundo deslocamento corresponde ao posicionamento desejado da primeira camada em relação à quarta camada no molde.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento da primeira camada difere do comprimento da primeira camada.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento da segunda camada difere do comprimento da quarta camada.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o rolo compreende de 3 a 10 camadas do material reforçado com fibra.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o rolo compreende pelo menos 4 camadas do material reforçado com fibra.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira camada é fixada à segunda camada no rolo.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira camada é fixada à segunda camada por pelo menos um de um adesivo, costura, e um ou mais clipes removíveis.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira camada é fixada à quarta camada no rolo.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira camada é fixada à quarta camada por pelo menos um de um adesivo, costura, e um ou mais clipes removíveis.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o componente estrutural é uma tampa de longarina.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material reforçado com fibra inclui pelo menos uma das fibras de vidro e fibras de carbono.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda compreende uma resina para introdução no molde.