BRPI0708513B1

BRPI0708513B1 - Método e aparelho para provisão de polímero a serem usados em infusão a vácuo

Info

Publication number: BRPI0708513B1
Application number: BRPI0708513-3A
Authority: BR
Inventors: Kofoed Michael; Moller Hansen Tim
Original assignee: Lm Glasfiber A/S
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2018-01-30
Also published as: ES2344237T3; BRPI0708513A2; US7892467B2; WO2007098769A1; JP4903232B2; DK176490B1; EP1996389A1; CN101394990B; MX2008011004A; AU2007219544B2; ATE458603T1; EP1996389B1; JP2009528195A; DE602007004953D1; CA2643484C; AU2007219544A1; PL1996389T3; CA2643484A1; CN101394990A; AU2007219544B9

Abstract

método e aparelho para provisão de polimero a serem usados em infusão a vácuo. a invenção refere-se a um método de produção de um membro de cobertura de material compósito de fibra por meio de infusão a vácuo, onde o material de fibra é impregnado com polímero líquido, e aplicação de um molde (18) com uma cavidade de molde. na cavidade de molde uma camada de distribuição inferior (11) é posta. uma inserção de fibra (1) incluindo uma pluralidade de camadas de fibra é posta acima da camada de distribuição inferior (11). uma primeira camada de distribuição superior (9) e uma segunda camada de distribuição superior (10) são postas em uma distância transversal uma da outra acima da inserção de fibra, de modo que pelo menos uma parte da primeira camada de distribuição sobrepõe uma primeira zona (2) da inserção de fibra (1), e pelo menos uma parte da segunda camada de distribuição sobre põe uma segunda zona (3) da inserção de fibra (1), a primeira zona (2) e a segunda zona (3) sendo separadas por uma zona intermediária (6) não sobrepondo nem a primeira nem a segunda camada de distribuição (9, 10). um primeiro canal de entrada (7) é posto acima da primeira camada de distribuição (9), e um segundo canal de entrada (8) é posto em cima da segunda camada de distribuição (10). acima da zona intermediária (6) da inserção de fibra (1) uma membrana semipermeá- vel (5) é posta, que pode expandir sobrepondo sobre a primeira camada de distribuição (9) e/ou a segunda camada de distribuição (10), e que é permeável a gases e substancialmente impermeável a polímero líquido, a dita membrana semipermeável (5) se comunicando com uma fonte de vácuo. finalmente, de uma maneira conhecida per se, uma bolsa de vácuo (19) é posta em cima do molde (18), que é evacuado de ar por meio da fonte de vácuo e polímero é direcionado ao molde através dos primeiro e segundo canais de entrada (7, 8). a invenção refere-se também a um aparelho para provisão de polímero para uso com o método.

Description

(54) Título: MÉTODO E APARELHO PARA PROVISÃO DE POLÍMERO A SEREM USADOS EM

INFUSÃO A VÁCUO (51) lnt.CI.: B29C 70/44; B29C 70/54 (30) Prioridade Unionista: 03/03/2006 DK PA200600307 (73) Titular(es): LM GLASFIBER A/S (72) Inventor(es): MICHAEL KOFOED; TIM MOLLER HANSEN

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MÉTODO E APARELHO PARA PROVISÃO DE POLÍMERO A SEREM USADOS EM INFUSÃO A VÁCUO.

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um método de produção de um membro de cobertura (shell member) de material compósito de fibra por meio de infusão a vácuo, onde o material de fibra é impregnado com polímero líquido, e onde um molde com uma cavidade de molde é aplicado. Ainda a invenção refere-se a um aparelho para provisão de polímero a ser usado em infusão a vácuo em conexão com fabricação de membros de cobertura de preferência oblongos.

[002] Então a invenção refere-se a um método e a um aparelho para produção de moldagens de compósito de fibra por meio de VARTM (moldagem por transferência de resina assistida a vácuo), onde polímero líquido, também chamado resina, é enchido em uma cavidade de molde, onde mate-rial de fibra foi inserido anteriormente, conforme um vácuo é gerado na cavidade de molde por meio disto puxando o polímero. O polímero pode ser plástico termorrígido ou termoplástico.

Técnica Anterior [003] Infusão a vácuo é um processo usado para moldagem de moldes compósitos de fibra, onde fibras uniformemente distribuídas, as ditas fibras sendo mechas, isto é, feixes de faixas de fibra, faixas de mechas ou emaranhados, que são ou emaranhados de feltro feitos de fibras individuais ou emaranhados tecidos feitos de mechas de fibra, são dispostos em camadas em uma das partes do molde. A segunda parte do molde é frequentemente feita de uma bolsa a vácuo resiliente, e é subsequentemente posta por cima do material de fibra. Ao gerar um vácuo, tipicamente 80 a 90% do vácuo total, na cavidade do molde entre o lado interno da parte do molde e a bolsa de vácuo, o polímero líquido pode ser puxado e encher a cavidade do molde com o material de fibra contido nela. As chamadas

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2/20 camadas de distribuição ou tubos de distribuição, também chamados canais de entrada, são usados entre a bolsa de vácuo e o material de fibra a fim de se obter uma distribuição segura e eficiente de polímero o máximo possível. Na maioria dos casos o polímero aplicado é poliéster ou epóxi, e o reforço de fibra é mais frequentemente baseado em fibras de vidro ou fibras de carbono.

[004] O documento do estado da técnica

DE10203975 descreve uma estrutura de injeção contendo um produto semiacabado reforçado com fibra (3) para produzir um componente reforçado com fibra, que compreende um dispositivo de injeção (1) usado para introduzir material de matriz, um tecido de distribuição (8) e uma camada de bloqueio impermeável (9) para o material da matriz. O tecido de distribuição (8) está disposto entre o dispositivo de injeção (1) e o produto semiacabado reforçado com fibra (3) e a camada de bloqueio (9) está disposta entre o tecido de distribuição (8) e o semi-reforçado com fibra Produto acabado (3). A invenção também se refere a um dispositivo para produzir um componente reforçado com fibra por meio da referida estrutura de injeção.

[005] Durante o processo de enchimento do molde, um vácuo, o dito vácuo com relação a isto sendo compreendido como uma pressão negativa é gerada através de canais de vácuo na cavidade do molde, deste modo polímero líquido é puxado para a cavidade do molde através de canais de entrada a fim de encher a dita cavidade do molde. A partir dos canais de entrada o polímero dispersa em todas as direções na cavidade do molde devido à pressão negativa conforme um fluxo se move em direção aos canais de vácuo. Então é importante a posição dos canais de entrada e canais de vácuo otimamente a fim de se obter um enchimento completo da cavidade do molde. Assegurar uma distribuição completa do polímero em toda a cavidade do molde é, no entanto, frequentemente difícil, e então isto frequentemente resulta nos chamados pontos secos, isto é, áreas com materiais de fibra não sendo suficientemente impregnados com resina. Então pontos secos são áreas onde o material de fibra não é impregnado, e onde pode haver bolsas de ar,

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3/20 que são difíceis ou impossíveis de remover controlando a pressão do vácuo e possivelmente uma pressão excessiva no lado de entrada. Em conexão com infusão a vácuo, emprego de uma parte de molde sólida e uma parte de molde resiliente na forma de uma bolsa de vácuo, os pontos secos podem ser reparados após o processo de enchimento do molde, por exemplo, puncionando o tecido no respectivo local e puxando o ar, por exemplo, por meio de uma agulha de seringa. Polímero líquido pode ser opcionalmente injetado no respectivo local, e isto pode, por exemplo, ser feito por meio de uma agulha de seringa também. Este é um processo que consome tempo e enfadonho. No caso de partes de molde grandes, o funcionário tem que deixar a bolsa de vácuo de pé, o que não é desejável, especialmente não quando o polímero não endureceu, uma vez que pode resultar em deformações no material de fibra inserido e então em um enfraquecimento local da estrutura.

[006] A literatura de patente revela exemplos do uso de uma membra na semipermeável, que aumenta a área, onde o vácuo é ativo, e então reduz os problemas acima. Nesta relação o termo membrana semipermeável significa uma membrana que é permeável a gases, mas impermeável a polímero líquido. Então, se uma membrana semipermeável for posta atravessando a inserção de fibra, bolsas de ar podem ser removidas mais facilmente.

[007] Como, por exemplo, lâminas para gerador de vento têm se tornado cada vez maiores com o tempo, e podem agora ser de mais de 60 metros de comprimento, o tempo de impregnação em conexão com fabricação de tais lâminas aumentou, uma vez que mais material de fibra tem que ser impregnado com polímero. Ainda, o processo de infusão se tornou mais complicado, uma vez que a impregnação de membros de cobertura grandes, tal como lâminas, requer controle dos fluxos para evitar pontos secos, o dito controle pode, por exemplo, incluir um controle relacionado ao tempo de canais de entrada e canais de vácuo. Este aumento no tempo requerido para puxar ou injetar polímero. Como um resultado o polímero tem que ficar líquido

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4/20 por um tempo maior, normalmente também resultando em um aumento no tempo de cura.

Descrição da Invenção [008] O objetivo da presente invenção é prover um método novo e aperfeiçoado de fabricação de um membro de cobertura de material compósito de fibra por meio de infusão a vácuo, onde ambos o tempo para enchimento do molde, o tempo de cura e o risco de pontos secos podem ser reduzidos.

[009] O objetivo da invenção é alcançado pelo fato de que, na cavidade do molde:

a) uma camada de distribuição inferior é posta,

b) uma inserção de fibra incluindo uma pluralidade de camadas de fibra é posta acima da camada de distribuição inferior,

c) uma primeira camada de distribuição superior e uma segunda camada de distribuição superior são postas em uma distância transversa de cada uma acima da inserção de fibra, de modo que pelo menos uma parte da primeira camada de distribuição sobrepõe uma primeira zona da inserção de fibra, e pelo menos uma parte da segunda camada de distribuição sobre- põe uma segunda zona da inserção de fibra, a primeira zona e a segunda zona sendo separadas por uma zona intermediária que não sobrepõe nem à primeira nem a segunda camada de distribuição,

d) um primeiro canal de entrada é posto acima da primeira camada de distribuição,

e) um segundo canal de entrada é posto em cima da segunda camada de distribuição,

f) em cima da zona intermediária da inserção de fibra uma membrana semipermeável é posta, que pode expandir se

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5/20 sobrepondo sobre a primeira camada de distribuição e/ou a segunda camada de distribuição, e que é permeável a gases e substancialmente impermeável a polímero líquido, a dita membrana semipermeável se comunicando com uma fonte de vácuo, após o que

g) de uma maneira conhecida per se, uma bolsa de vácuo é posta em cima do molde, que é evacuado de ar por meio da fonte de vácuo, e polímero é direcionado ao molde através dos primeiro e segundo canais de vácuo.

[0010] O termo camada de distribuição deve ser compreendido como uma camada que permite uma velocidade de fluxo maior para polímero líquido do que a inserção de fibra. Então, primeiro o polímero líquido rapidamente se espalha dentro das duas camadas de distribuição superiores, após o que um fluxo de polímero se move através das primeira e segunda zonas. Quando o fluxo atinge o lado inferior da inserção de fibra, o polímero subsequentemente rapidamente se espalha dentro da camada de distribuição inferior, com o que polímero líquido é puxado abaixo da zona intermediária. O fluxo subsequentemente se move para cima através da zona intermediária e para cima em direção à membrana semipermeável, que é conectada a uma fonte de vácuo. No final da fase de impregnação ou da fase de injeção o fluxo forma um fluxo de formato predominantemente em v, com o que é assegurado que bolsas de ar não surgem na inserção de fibra. Como a largura da inserção de fibra é frequentemente um pouco maior do que a espessura da inserção de fibra, este método assegura que o tempo de impregnação seja minimizado, como um fluxo relativamente amplo primeiro se move para baixo através da primeira zona e da segunda zona e então se move para cima através da zona intermediária. Então o comprimento total a ser passado pelo fluxo de polímero é minimizado comparado com, por exemplo, processos de impregnação, onde o fluxo predominantemente se move transversalmente no plano da inserção de fibra. Como o tempo de impregnação é reduzido, o tempo de cura subsequente pode ser também reduzido, e então o

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6/20 tempo total para fabricação, por exemplo, de lâminas para gerador de vento. O método é particularmente adequado para fabricação de membros de cobertura oblongos.

[0011] Ainda, este método tem a vantagem de que todas as entradas podem ser abertas ao mesmo tempo. Isto significa que o método não requer nenhuma avaliação individual de quão distante o fluxo se moveu, e quando a próxima entrada deve ser aberta, enquanto ainda provê uma qualidade boa e homogênea da impregnação.

[0012] A camada de distribuição pode, por exemplo, ser feita de material de núcleo poroso, por exemplo, balsa, provida com canais, que são formados como recessos na superfície, e que se estendem ao longo do plano da camada de distribuição, frequentemente perpendicular à direção longitudinal da lâmina. Os canais podem, no entanto, também se expandir em outros ângulos comparado com a direção longitudinal da lâmina. Alternativa mente, a camada de distribuição pode ser feita de uma rede ou um emaranhado de fibra com uma alta permeabilidade.

[0013] De acordo com uma modalidade vantajosa do método de acordo com a invenção, uma pluralidade de camadas de fibra é posta na cavidade do molde antes da etapa a), e de preferência também um revestimento de gel definindo o exterior do membro de cobertura moldado acabado.

[0014] De acordo com outra modalidade vantajosa, uma pluralidade de camadas de fibra é posta na cavidade do molde entre as etapas b) e c), a dita pluralidade de camadas de fibra definindo o interior do membro de cobertura moldado acabado. As camadas de fibra do membro de cobertura moldado acabado são de preferência relativamente finas.

[0015] De acordo com uma modalidade preferida, uma camada rasgável, de preferência na forma de uma película perfurada, é posta em cima da camada de fibra superior ou em cima da inserção de fibra. Então as camadas de distribuição superiores, a membrana semipermeável e os

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7/20 canais de entrada podem ser removidos facilmente após cura ter acabado rasgando a camada rasgável, em cima da qual todos esses elementos são postos.

[0016] De acordo com uma modalidade vantajosa da invenção, a inserção de fibra constitui um laminado principal, que é uma seção de reforço longitudinal em uma metade de cobertura de lâmina para uma lâmina de um gerador de vento. Tal laminado principal torna a lâmina do gerador de vento rígida e absorve grandes cargas de estresse durante a operação do gerador de vento. De acordo com outra modalidade vantajosa a inserção de fibra é um laminado de base (root laminate), que é uma seção de reforço na área de base de uma metade de cobertura de lâmina para a lâmina de um gerador de vento. Este laminado de base vai de preferência se estender predominantemente na direção transversa de toda a área de fixação. Ainda, a inserção de fibra pode ser também reforços frontais ou traseiros de uma metade de cobertura de lâmina para uma lâmina de um gerador de vento. O método de acordo com a invenção torna possível iniciar todas as entradas ao mesmo tempo e então impregnar todos os laminados ao mesmo tempo, com sistemas conhecidos que requereriam um controle temporal dos canais de entrada e/ou canais de vácuo a fim de assegurar que pontos secos fossem evitados. Então uma redução substancial do tempo de impregnação total pode ser conseguida.

[0017] De acordo com uma modalidade a inserção de fibra é 10-100 mm, 20-80 ou 30-50 mm de espessura. De acordo com uma modalidade vantajosa a zona intermediária é 50-1000 mm, 70-500 mm ou 100200 mm de largura.

[0018] Canais de vácuo podem ser providos ao longo das bordas do molde. Então, por exemplo, as partes da metade de cobertura de lâmina em cada lado do laminado principal são injetadas eficientemente com polímero.

[0019] O objetivo de acordo com a invenção é também

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8/20 atingido através de um aparelho para provisão de polímero a ser usado em infusão a vácuo em conexão com fabricação de preferência de membros de cobertura oblongos, o aparelho inclui uma primeira camada de distribuição e uma segunda camada de distribuição se estendendo paralelas em direção longitudinal em uma distância transversa uma à outra, deste modo provendo uma zona longitudinal, intermediária, entre a primeira camada de distribuição e a segunda camada de distribuição, e uma membrana semipermeável cobrindo pelo me- nos substancialmente a zona intermediária toda, e que é adaptada para se comunicar com uma fonte de vácuo. Então este aparelho pode ser exposto em sua totalidade em uma forma arbitrária em conexão com um processo de infusão a vácuo. Então o tempo para a preparação do processo de enchimento de molde pode ser reduzido, uma vez que a membrana semipermeável e a camada de distribuição podem ser postas corretamente em relação uma à outra em um processo de trabalho único.

[0020] De acordo com uma modalidade preferida o aparelho de acordo com a invenção inclui ainda: um primeiro canal de entrada adaptado para ser capaz de ser conectado a uma fonte de polímero, e que tem uma ou mais aberturas faceando em direção à primeira camada de distribuição, e um segundo canal de entrada adaptado para ser capaz de ser conectado a uma fonte de polímero, e que tem uma ou mais aberturas faceando em direção à segunda camada de distribuição.

[0021] De acordo com uma modalidade vantajosa a membrana semi-permeável é posta entre a primeira camada de distribuição e a segunda camada de distribuição. As duas camadas de distribuição e a membrana semi-permeável podem ser formadas como, por exemplo, uma (joint bag'').

[0022] De acordo com uma modalidade vantajosa alternativa, a membrana semipermeável é posta de modo que ela sobrepõe a primeira camada de distribuição e/ou a segunda camada de distribuição.

[0023] De acordo com uma modalidade preferida os

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9/20 canais de entrada são formados como tubos com um perfil ômega. Os canais de entrada podem ser também formados como tubos com perfurações.

[0024] De acordo com uma modalidade vantajosa do aparelho para provisão de polímero, a membrana semipermeável forma parte de um canal de vácuo longitudinal.

[0025] De acordo com outra modalidade, o aparelho inclui uma bolsa de membrana de preferência oblonga com um canal de vácuo frontal, traseiro e central e dois canais de entrada se estendendo em cada lado do canal de vácuo, a frente na área do canal de vácuo sendo constituída pela membrana semipermeável e na área dos canais de entrada sendo permeável a polímero líquido. Então uma modalidade particularmente simples é provida.

[0026] De acordo com uma modalidade preferida do aparelho para provisão de polímero, o dito aparelho inclui ainda uma camada rasgável, de preferência na forma de uma película perfurada, posta externamente compara- do com as duas camadas de distribuição. Aqui as camadas de distribuição e a bolsa de vácuo bem como possivelmente os canais de entrada e/ou canais de vácuo podem ser postos na camada rasgável, com o que todos esses componentes podem ser removidos em conjunto após fabricação acabada de, por exemplo, uma lâmina para gerador de vento.

[0027] De acordo com uma modalidade o aparelho para provisão de polímero inclui ainda uma terceira camada de distribuição, que é posta em uma distância transversa da segunda camada de distribuição, e uma membrana semipermeável adicional, que é posta entre ou parcialmente sobre- pondo às segunda e terceira camadas de distribuição. Então o aparelho para provisão de polímero pode de acordo com o mesmo princípio incluir camadas de distribuição e membranas semipermeáveis adicionais.

Breve descrição dos desenhos [0028] A invenção é explicada em detalhes abaixo com referência a uma modalidade mostrada nos desenhos, onde

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10/20 [0029] A figura 1 é uma seção transversal diagramática através de uma disposição para realizar o método de acordo com a invenção, [0030] As figuras 2a-h são seções transversais diagramáticas mostrando como polímeros líquidos se espalham na inserção de fibra através do método de acordo com a invenção, e [0031] A figura 3 mostra uma seção transversal diagramática através de outra disposição para realização do método de acordo com a invenção.

Melhor modo de realizar a invenção [0032] A seção mostrada na figura 1 através de um molde para fabricação de uma metade de cobertura de lâmina para uma lâmina de um gerador de vento por meio de infusão a vácuo mostra uma parte de molde sólida 18 com um lado superior emparelhando o lado exterior da metade de cobertura de lâmina acabada. Por razões ilustrativas o lado superior da dita parte de molde 18 é mostrado como sendo plano, mas ele será tipicamente curvado para a forma desejada da metade de cobertura de lâmina. Primeiro, um chamado revestimento em gel é posto no lado interno da parte de molde 18, o dito revestimento em gel mais tarde formando o exterior da metade de cobertura de lâmina. Acima do revestimento em gel é posto um material de fibra consistindo em uma pluralidade de camadas de fibra 21 inferiores, de preferência finas, acima das quais uma camada de distribuição inferior 11 é posta. Uma inserção de fibra 1 é posta em cima da camada de distribuição 11 e das camadas de fibra 21, e próximo da dita inserção de fibra um material de enchimento ou material de intercalamento, tal como balsa 12 ou espuma de PVC, é posto.

[0033] Acima da inserção de fibra 1, na modalidade mostrada constituindo o laminado principal da lâmina, um material de fibra em forma de uma pluralidade de camadas de fibra 22 superiores, de preferência finas, é posto. Um aparelho para provisão de polímero, que é posto na parte de

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11/20 molde 18, de modo que ele se estenda na direção longitudinal da parte do molde, é posto em cima das camadas de fibra 22 superiores. O aparelho para provisão de polímero inclui uma camada rasgável, uma primeira camada de distribuição superior 9, uma segunda camada de distribuição 1O e um canal de vácuo 15 com uma membrana semipermeável 5. As primeira 9 e segunda camadas de distribuição são postas de modo que elas se estendem predominantemente paralelas na direção longitudinal em uma direção transversa uma à outra. A primeira camada de distribuição superior 9 é posta de modo que ela sobrepõe uma primeira zona 2 do laminado principal 1, e a segunda camada de distribuição é posta de modo que ela sobrepõe uma segunda zona 3 do laminado principal, então criando uma zona intermediária 6 entre as primeira e segunda zonas 2, 3.

[0034] Aqui o canal de vácuo 15 é mostrado em uma modalidade, onde a membrana semipermeável 5 parcialmente sobrepõe as duas camadas de distribuição superiores 9, 1O, mas o canal de vácuo 15 pode ser também posto entre as duas camadas de distribuição superiores 9, 10. O aparelho para provisão de polímero pode ainda incluir um primeiro canal de entrada 7 com uma ou mais aberturas, que são permeáveis a polímero líquido, e que faceiam a primeira camada de distribuição superior 9, e um segundo canal de entrada 8 com uma ou mais aberturas, que são permeáveis a polímero líquido, e que faceiam a primeira camada de distribuição superior 10. Alternativamente os dois canais de entrada 7, 8 podem ser subsequentemente postos como unidades separadas em cima das primeira e segunda camadas de distribuição 9, 10, respectivamente.

[0035] As camadas de distribuição diferentes 9, 1O, podem ser, por exemplo, feitas de material de núcleo poroso, por exemplo, balsa, provido com canais formados como recessos na superfície e se estendendo no plano da camada de distribuição, frequentemente perpendiculares à direção longitudinal da lâmina. Os canais podem, no entanto, também se estender em qualquer outro ângulo possível comparado

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12/20 com a direção longitudinal da lâmina. Alternativamente a camada de distribuição é uma rede ou um ema- ranhado de fibra com alta permeabilidade.

[0036] Em cima uma bolsa de vácuo hermética 19 é posta, junto com a parte de molde sólida 18 formando uma cavidade de molde. Ainda, canais de vácuo, por exemplo, na forma de tubos de vácuo perfurados, podem ser postos nos flanges do molde.

[0037] Durante o processo de enchimento do molde o canal de vácuo 15 e possivelmente outros canais de vácuo aplicados se comunicam com uma fonte de vácuo, e os canais de entrada 7, 8 se comunicam com uma fonte de polímero com polímero líquido. O vácuo nos canais de vácuo cria um vácuo na cavidade de molde toda entre a parte de molde sólida 18 e a bolsa de vácuo 19, deste modo puxando polímeros através dos canais de entrada 7, 8 para a cavidade de molde conforme o polímero se espalha através e impregna os materiais de fibra 1, 21, 22. Quando a cura é completada, a bolsa de vácuo 19 e a camada rasgável 20 são removidas juntas com a camada de distribuição superior 9, 1O e o canal de vácuo 15.

[0038] Não é mostrado na figura 1, mas a borda dianteira e a borda posterior da parte de cobertura da lâmina tipicamente têm reforços de borda de material de fibra. Conforme visto na figura 1, uma parte da cavidade do molde na área entre o laminado principal 1 e os reforços de borda é enchida com material de enchimento, tal como uma balsa formada em placa

12. Este material de balsa formada em placa é poroso e então permeável a polímero líquido. A balsa 12 é tipicamente provida com canais se estendendo no plano da camada de distribuição perpendicular a e em direção longitudinal da metade de cobertura de lâmina. Os canais podem, por exemplo, ser formados pondo blocos de balsa em um tecido ou rede permeável. Esses canais asseguram que polímero líquido pode se espalhar rapidamente no plano da camada de distribuição. O material de enchimento não precisa ser, no entanto, balsa, mas pode ser qualquer outro material com boas qualidades de fluxo. Este poderia ser espuma de PVC ou um emaranhado frouxo de fibra de

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13/20 vidro ou uma estrutura de rede similar com alta permeabilidade e grande capacidade.

[0039] Durante o processo de enchimento do molde, polímero líquido flui dos canais de entrada 7, 8 para a cavidade do molde devido ao vácuo na cavidade do molde. Devido ao vácuo na cavidade de molde toda, o polímero líquido é ambos puxado em direção à borda dianteira e à borda traseira da parte de cobertura de lâmina e para a inserção de fibra 1 do laminado principal.

[0040] As figuras 2a-h mostram como o material de fibra 3 do laminado principal é impregnado com polímero líquido durante o processo de enchi- mento do molde. Por questão de simplicidade, a dispersão do polímero no material de enchimento 12 não é mostrada. Antes do início do processo de enchimento do molde, ar é evacuado na cavidade do molde por meio dos canais de vácuo 15 e possivelmente outros canais de vácuo, que, por exemplo, podem ser postos na frente ou atrás da metade de cobertura de lâmina. A evacuação do ar cria um vácuo que deve ser compreendido como uma pressão negativa na cavidade do molde.

[0041] A figura 2b mostra diagramaticamente o início do processo de enchimento do molde, onde os canais de entrada 7, 8 são enchidos com polímero líquido, indicado por cor escura. No início do processo de enchimento do molde, polímero líquido é direcionado às duas camadas de distribuição superiores 9, 1O, que são rapidamente enchidas com polímero devido à alta permeabilidade para as camadas de distribuição, mostradas na figura 2c. Em seguida o polímero lentamente se espalha para baixo através do laminado principal 1 conforme mostrado na figura 2d, conforme o polímero líquido cria dois fluxos se movendo para baixo através da primeira zona 2 e da segunda zona 3, respectivamente. Ao mesmo tempo, um pouco do polímero é retirado para a zona intermediária 6 em direção à membrana semipermeável 5.

[0042] Quando o fluxo atinge a camada de distribuição inferior 11 conforme mostrado na figura 2e, o polímero rapidamente se espalha

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14/20 aqui e então abaixo da zona intermediária 6 devido à alta permeabilidade do material. Subsequentemente, conforme mostrado na figura 2f, o fluxo se move para cima através da zona intermediária 6 e finalmente, conforme mostrado na figura 2g, forma um formato em v desejado assegurando que quaisquer bolsas de ar surjam. No final, o laminado principal todo 1 é impregnado conforme mostrado na figura 2h, em seguida o processo de cura é iniciado.

[0043] As camadas de distribuição superiores 9, 1O e a camada de distribuição inferior 11 asseguram que polímero líquido se espalhe no laminado principal 1 com fluxo relativamente amplo para baixo através das primeira e segunda zonas 2, 3 bem como para cima através da zona intermediária 6. Como a largura do laminado principal é frequentemente muitas vezes o tamanho da espessura do laminado principal, é assegurado que o fluxo de polímero seja para se mover a distância mais curta possível, com o que o tempo de impregnação pode ser reduzido e então também o tempo de cura subsequente. Então o tempo total para fabricação, por exemplo, de uma lâmina para um gerador de vento, pode ser reduzido substancialmente. Testes com o processo de impregnação mostrado mostraram que o tempo de impregnação pode ser reduzido entre um terço e metade do tempo de impregnação usando técnicas conhecidas per se.

[0044] Para assegurar que o fluxo de polímero apenas se mova lentamente transversalmente no laminado principal 1 em direção à zona interme- diária 6, o material do laminado principal 1 pode ser formado de modo que ele tenha uma permeabilidade maior através das camadas de fibra do que no plano das camadas de fibra.

[0045] Nas figuras 1 e 2 a camada de distribuição inferior 11 é mostrada como sendo mais ampla do que o laminado principal 3. Isto, no entanto, não é necessário. A camada de distribuição, no entanto, tem que ser pelo menos tão ampla quanto a zona intermediária 6, de modo que a camada de distribuição 11 possa alcançar os fluxos, que se movem para baixo através da primeira zona 2 e da segunda zona 3.

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15/20 [0046] Para assegurar que bolsas de ar não surjam durante o processo de impregnação é ainda importante que a espessura do laminado principal 1 e a largura da zona intermediária 6 sejam mutuamente dimensionadas apropriadamente. A largura da zona intermediária 6 pode ser maior, por exemplo, 2-3 vezes maior, e tipicamente aproximadamente cinco vezes tão grande quanto a espessura do laminado principal 1.

[0047] Os canais de entrada 7, 8 podem ser dimensionados de modo que uma grande quantidade de polímero líquido possa fluir através deles. No final do processo de enchimento do molde a fonte de polímero pode ser fechada antes do fechamento da fonte de vácuo, com o que os canais de entrada 7, 8 podem ser esvaziados de polímero líquido mais facilmente. Isto reduz o desperdício de polímero.

[0048] O canal de vácuo 15 pode ser formado pela membrana semi-permeável 5 e um tecido, onde o material de distância pode ser posto na forma de uma rede tridimensional ou similar a fim de assegurar que a membrana 5 e o tecido não colapsem durante o processo de enchimento do mol- de, durante o que um vácuo é estabelecido no canal de vácuo 15.

[0049] Para os canais de entrada 7, 8, membros de perfil em formato Ω ou tubos perfurados conhecidos per se podem ser usados. Os canais de vácuo podem ser também formados como membros de perfil em formato Ω ou tubos perfurados. Se tubos de vácuo perfurados forem aplicados, eles podem ser reforçados por um membro rígido helicoidal se estendendo para o tubo e prevenindo-o de colapso devido ao vácuo.

[0050] A figura 3 mostra uma seção através de um molde para fabricação de uma metade de cobertura de lâmina para a lâmina de um gerador de vento, onde a seção mostra a área de base da lâmina. Por razões ilustrativas o molde 18 é mostrado desdobrado, de modo que a superfície 18 do molde é mostrada como sendo plana. Na realidade, ela é, com certeza, curvada, como o perfil de base de uma lâmina é tipicamente substancialmente circular. Primeiro um revestimento em gel é provido no

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16/20 interior da parte do molde 18, o dito revestimento de gel constituindo o exterior da metade de cobertura de lâmina acabada. Acima do revestimento em gel um material de fibra é posto, que consiste em uma pluralidade de camadas de fibra inferior 21', acima das quais uma camada de distribuição inferior 11' é posta. Uma inserção de fibra 1' é posta acima da camada de distribuição 11'. Em cima da inserção de fibra 1', na modalidade mostrada constituindo o laminado de base da lâmina, um material de fibra na forma de uma pluralidade de camadas de fibra superiores 22' é posto. Acima das camadas de fibra superiores 22', um aparelho para provisão de polímero é posto, o dito aparelho sendo posto na parte do molde 18, de modo que ele se estende na direção longitudinal da parte do molde. O aparelho para provisão de polímero inclui uma camada rasgável 20', uma primeira camada de distribuição superior 9', uma segunda camada de distribuição 10' e um primeiro canal de vácuo 15' com uma primeira membrana semipermeável 5. As primeira 9' e segunda 10' camadas de distribuição são postas de modo que elas se estendem substancialmente paralelas na direção longitudinal em uma distância transversa uma à outra. O aparelho para provisão de polímero pode ainda incluir um primeiro canal de entrada 7' com uma ou mais aberturas que são permeáveis a polímero líquido, e que faceiam a primeira camada de distribuição superior 9', e um segundo canal de entrada 8' com uma ou mais aberturas, que são per meáveis a polímero líquido, e que faceiam a primeira camada de distribuição superior 10'. Alternativamente, os dois canais de entrada 7', 8' podem ser subsequentemente dispostos como unidades separadas em cima das primeira e segunda camadas de distribuição 9', 1O', respectivamente.

[0051] De acordo com uma modalidade mostrada na figura 3, o aparelho para provisão de polímero inclui ainda uma terceira camada de distribuição 32 com um terceiro canal de entrada 31 posto acima dela. A terceira camada de distribuição 32 é posta em uma distância transversal da segunda camada de distribuição 10'. Uma segunda membrana semipermeável 39, formando parte do canal de vácuo, é posta entre ou

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17/20 parcialmente sobrepondo a segunda camada de distribuição 10' e a terceira camada de distribuição 32. O aparelho para provisão de polímero inclui ainda uma quarta camada de distribuição 36 com um quarto canal de entrada 35 posto acima dela. A quarta camada de distribuição 36 é posta em uma distância transversa da primeira camada de distribuição 9'. Uma terceira membrana semipermeável 40, formando uma parte de um canal de vácuo, é posta entre ou parcialmente sobrepondo a primeira camada de distribuição 9' e a quarta camada de distribuição 36.

[0052] Em cima um tecido de vácuo hermético 19' é provido, o dito tecido de vácuo formando uma cavidade de molde junto com a parte de molde sólida 18. Ainda, nos flanges do molde, um primeiro e um segundo canal de vácuo 33, 37, por exemplo, na forma de tubos de vácuo perfurados com membranas semipermeáveis correspondentes 34, 38 são postos.

[0053] Durante o processo de enchimento do molde, os canais de vácuo se comunicam com uma fonte de vácuo, e os canais de entrada 7', 8', 31, 35 se comunicam com uma fonte de polímero com polímero líquido. O vácuo nos canais de entrada provê um vácuo na cavidade de molde toda entre a parte de molde sólida 18 e a bolsa de vácuo 19', e então polímero é puxado através dos canais de entrada 7', 8', 31, 35 e para a cavidade do molde, conforme ele se espalha nos materiais de fibra 1', 21, 22 e os impregna. Após acabar a cura, a bolsa de vácuo 19' e a camada rasgável 20' são removidas juntas com as camadas de distribuição superiores 9', 10', 32, 36 e os canais de vácuo.

[0054] Durante o processo de enchimento do molde, polímero líquido flui dos canais de entrada 7', 8', 31, 35 e para a cavidade do molde devido ao vácuo. No início do processo o polímero líquido rapidamente se espalha [0055] nas quatro camadas de distribuição superiores

9', 10', 32, 36 e subsequentemente se espalha para baixo através das zonas no

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18/20 laminado de base 1' abaixo das camadas de distribuição superiores 9', 10', 32, 36. Quando o fluxo de polímero atinge a camada de distribuição inferior 11', o polímero rapidamente se espalha em direção aos lados e abaixo das zonas postas abaixo das três membranas semipermeáveis 5', 39, 40. Então o fluxo se move para cima em direção às membranas semipermeáveis 5', 39, 40.

[0056] Este método para infusão a vácuo tem a vantagem que todas as entradas podem ser iniciadas ao mesmo tempo, e então não requerem um controle temporal das várias entradas e canais de vácuo para direcionar o fluxo. Então o tempo de impregnação ou tempo de injeção total pode ser reduzido substancialmente. Uma vantagem adicional do método é que o desperdício de polímero pode ser reduzido substancialmente comparado com a técnica anterior. Desperdício de polímero pode ser evitado totalmente se uma membrana semipermeável for aplicada em todas as sucções de borda do molde.

[0057] A invenção foi descrita com base em uma disposição com uma sucção em linha. É, no entanto, possível usar uma sucção por ponto ao invés, onde o canal de vácuo é posto acima da zona intermediária, e onde as camadas de distribuição superiores se estendem em uma direção circunferencial em torno da sucção por ponto do canal de vácuo.

[0058] A partir da presente descrição uma pessoa versada na técnica vai saber que a combinação das duas camadas de distribuição superiores, que são divididas pela zona intermediária sem camada de distribuição e a camada de distribuição inferior pelo menos sobrepondo a zona intermediária, é a essência da invenção. A largura da zona intermediária pode ser determinada com base em testes com um certo material. Então na fabricação de uma lâmina uma pluralidade de aparelhos para provisão de polímero pode ser também usada, onde as camadas de distribuição superiores dos vários aparelhos não são necessariamente postas na mesma distância transversal.

Lista de numerais de referência

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19/20 inserção de fibra/laminado primeira zona segunda zona membrana semipermeável zona intermediária primeiro canal de entrada segundo canal de entrada primeira camada de distribuição superior segunda camada de distribuição superior camada de distribuição inferior material de enchimento/balsa canal de vácuo bolsa de vácuo camada rasgável camada de fibra inferior camada de fibra superior terceiro canal de entrada terceira camada de distribuição primeiro canal de vácuo externo membrana semipermeável quarto canal de entrada quarto canal de distribuição segundo canal de vácuo externo

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20/20 membrana semipermeável segunda membrana semipermeável terceira membrana semipermeável

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de produção de um membro de cobertura de material compósito de fibra por meio de infusão a vácuo, em que o material de fibra é impregnado com polímero líquido, e aplicação de um molde (18) com uma cavidade de molde, caracterizado pelo fato de que, na cavidade de molde:

a) uma camada de distribuição inferior (11) é posta,

b) uma inserção de fibra (1) incluindo uma pluralidade de camadas de fibra é posta acima da camada de distribuição inferior (11),

c) uma primeira camada de distribuição superior (9) e uma segunda camada de distribuição superior (10) são postas em uma distância transversal uma da outra acima da inserção de fibra, de modo que pelo menos uma parte da primeira camada de distribuição sobrepõe uma primeira zona (2) da inserção de fibra (1), e pelo menos uma parte da segunda camada de distribuição sobrepõe uma segunda zona (3) da inserção de fibra (1), a primeira zona (2) e a segunda zona (3) sendo separadas por uma zona intermediária (6) não sobrepondo nem a primeira nem a segunda camadas de distribuição (9, 10),

d) um primeiro canal de entrada (7) é posto acima da primeira camada de distribuição (9),

e) um segundo canal de entrada (8) é posto em cima da segunda camada de distribuição (10),

f) acima da zona intermediária (6) da inserção de fibra (1) uma membrana semipermeável (5) é posta, que pode expandir sobrepondo sobre a primeira camada de distribuição (9) e/ou a segunda camada de distribuição (10) e que é permeável a gases e substancialmente impermeável a polímero líquido, a dita membrana semipermeável (5) se comunicando com uma fonte de vácuo, em seguida

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g) de uma maneira conhecia per se, uma bolsa de vácuo (19) é posta em cima do molde (18), que é evacuado de ar por meio da fonte de vácuo e polímero é direcionado ao molde através dos primeiro e segundo canais de entrada (7, 8).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que antes da etapa a) uma pluralidade de camadas de fibra (21) é posta na cavidade do molde, e de preferência também um revestimento em gel definindo o exterior do membro de cobertura moldado acabado.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de camadas de fibra (22) é posta na cavidade do molde entre as etapas b) e c), a dita pluralidade de camadas de fibra definindo o interior do membro de cobertura moldado acabado.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a inserção de fibra (1) constitui um laminado principal, que é uma seção de reforço longitudinal em uma metade de cobertura de lâmina para uma lâmina de um gerador de vento.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a inserção de fibra (1) é de 10-100 mm, 20-80 ou 30-50 mm de espessura.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a zona intermediária (6) é de 50-1000 mm, 70-500 mm ou 100-200 mm de largura.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os canais de vácuo (16) são providos ao longo da borda do molde.
8. Aparelho para provisão de polímero a ser usado em infusão a vácuo em conexão com fabricação de membros de cobertura de preferência oblongos definido de acordo com qualquer uma das

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3/4 reivindicações 1 a 7, o aparelho caracterizado pelo fato de que inclui:

- uma primeira camada de distribuição (9) e uma segunda camada de distribuição (10) se estendendo paralelas em uma direção longitudinal em uma distância transversal uma à outra, então provendo uma zona longitudinal, intermediária (6), entre a primeira camada de distribuição (9) e a segunda camada de distribuição (10), e

- uma membrana semipermeável (5) cobrindo pelo menos substancialmente toda a zona intermediária (6), e que é adaptada para se comunicar com uma fonte de vácuo.
9. Aparelho para provisão de polímero de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ainda inclui:

um primeiro canal de entrada (7) adaptado para ser capaz de ser conectado a uma fonte de polímero, e que tem uma ou mais aberturas faceando em direção à primeira camada de distribuição (9), e um segundo canal de entrada (8) adaptado para ser capaz de ser conectado a uma fonte de polímero, e que tem uma ou mais aberturas faceando em direção à segunda camada de distribuição (10).
10. Aparelho para provisão de polímero de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a membrana semipermeável (5) é posta entre a primeira camada de distribuição (9) e a segunda camada de distribuição (10).
11. Aparelho para provisão de polímero de acordo com qualquer uma das reivindicações 8-10, caracterizado pelo fato de que a membrana semipermeável é posta de modo que ela sobrepõe a primeira camada de distribuição (9) e/ou a segunda camada de distribuição (1O).
12. Aparelho para provisão de polímero de acordo com qualquer uma das reivindicações 8-11, caracterizado pelo fato de que os canais de entrada (7, 8) são formados como tubos com um perfil ômega.
13. Aparelho para provisão de polímero de

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ΑΙΑ acordo com qualquer uma das reivindicações 8-12, caracterizado pelo fato de que a membrana semipermeável (5) forma parte de um canal de vácuo longitudinal (15).
14. Aparelho para provisão de polímero de acordo com qualquer uma das reivindicações 8-13, caracterizado pelo fato de que o aparelho inclui uma bolsa de membrana de preferência oblonga com um canal de vácuo frontal, um traseiro e um central (15) e dois canais de entrada (7, 8) se estendendo em cada lado do canal de vácuo (15), a frente na área do canal de vácuo sendo constituída pela membrana semipermeável (5) e na área dos canais de entrada sendo permeável a polímero líquido.
15. Aparelho para provisão de polímero de acordo com qualquer uma das reivindicações 8-14, caracterizado pelo fato de que inclui ainda uma camada rasgável, de preferência na forma de uma camada perfurada, posta externamente comparado com as duas camadas de distribuição (9, 10).

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