BRPI0715593A2

BRPI0715593A2 - textura de reforÇo de fibra para produzir uma peÇa em material composto

Info

Publication number: BRPI0715593A2
Application number: BRPI0715593-0A
Authority: BR
Inventors: Eric Bouillon; Francois Charleux; Caroline Louchet-Pouillerie; Remi Bouvier; Dominique Coupe
Original assignee: Snecma Propulsion Solide
Priority date: 2006-06-21
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2013-01-22
Also published as: CA2655578C; FR2902802B1; EP2032750B1; UA94610C2; BRPI0715593B1; US20120258641A1; RU2427675C2; DE602007005479D1; CN101473079A; KR20090021385A; US8426326B2; CA2655578A1; NO336887B1; CN101473079B; US20090280707A1; US8263504B2; KR101387890B1; JP2009541602A; RU2009101081A; JP5043936B2

Abstract

TEXTURA DE REFORÇO DE FRIBRA PARA PRODUZIR UMA PEÇA EM MATERIAL COMPOSTO. Textura de reforço de fibra (10) tecido como uma peça única para fabricar uma peça de material composto que possui uma porção interna (12), ou núcleo, feito por tecelagem com fios feitos de fibras descontínuas, e uma porção (14, 16) adjacente a uma superfície externa, ou película, feita por tecelagem com fios feitos de filamentos contínuos.

Description

"TEXTURA DE REFORÇO DE FIBRA PARA PRODUZIR UMA PEÇA EM MATERIAL COMPÓSFD'.

Antecedentes da Invenção

A invenção refere-se à fabricação de peças de material compósito e, particularmente, à fabricação de texturas de reforço de fibra para tais peças.

O campo de aplicação da invenção é mais particularmente a fabricação de peças de material compósito termoestruturais, isto é, peças fabricadas de um material com propriedades mecânicas que as tornam adequadas para constituir elementos estruturais e com capacidade de conservar estas propriedades em altas temperaturas. Os materiais compósitcs termoestruturais são tipicamente materiais compostos de carbono/carbono (C/C) com reforço de fibra de carbono densos por uma matriz de carbono e materiais compósitcs de matriz de cerâmic a (CMC) com reforço de fibra refratário (fibra de carbono ou fibra de cerâmica) densos por uma matriz de cerâmica. As peças de material compósito termoestriíurais são usadas especificamente nos campos da aviação e espacial.

Para peças fabricadas de material compósio que apresentam uma determinada espessura, é comum praticar a fabricação da textura de reforço em uma pluralidade de camadas sobrepostas que são unidas para evitar a separação das camadas, em particular através da execução da tecelagem tridimensional.

Adicionalmente, em particular para uma peça de material compósito que é obtida através da densificação da textura de reforço de fibra pela infiltração a vapor químico (CVI), pode ser útil facilitar o acesso do gás ao núcleo da textura de fibra ou assegurar que a textura de fibra apresente porosidade relativamente uniforme a fim de alcançar uma densificação que se afaste o mínimo possível da uniformidade. No caso de acesso difícil aos poros na textura de fibra ou na presença de poros de tamanhos muito diferentes, os poros menores se tornam preenchidos mais rapidamente e um gradiente forte de densificação é inevitável, afetando assi m as propriedades do material compósito.

O documento EP O 489 637 propõe a fabricação de uma textura de reforço de fibra para uma peça de material compósito termoestrutural através do uso de um fio feito de fibras descontínuas com substancialmente nenhuma torção, sendo que a coesão do fio é fornecida por um fio de cobertura. A textura pode ser fabricada através da tecelagem tridimensional. O fio de cobertura é feito de um material de sacrifício ou temporário que é eliminado após a tecelagem, permitindo assim que os filamentos descontínuos aumentem em volume, o que aumenta a subdivisão dos poros da textura tecida e, em combinação com a tecelagem tridimensional, incentiva o acesso do gás ao núcleo da estrutura da fibra durante a densificação subsequente por CVI.

Todavia, quando a fabricação de peças de material compóãto se destina a

apresentar um estado de superfície bastante liso, é necessário preparar a superfície após

um estágio inicial de densificação parcial, também conhecido como estágio de

consolidação, a fim de eliminar as irregularidades criadas na superfície pelo aumento do

volume dos filamentos descontínuos que são liberados assim que o fio de cobertura é

eliminado. Pode ser também necessário adicionar uma camada de pano bidimensional

antes de continuar a densificação a fim de obter um estado de superfície desejado superfície.

Sumário da invenção

Um objetivo da invenção consiste em remediar os inconvenientes

representados por estas operações adicionais e, mais genericamente, propor que uma

textura de fibra constitua o reforço em uma peça de material compósito, satisfazendo as

limitações em relação à infiltração de um gás durante a densificação por CVI e as

limitações em relação à aparência e/ou às propriedades específicas desejadas para a peça resultante.

Este objetivo é alcançado com uma textura de fibra para reforçar uma peça de material composto, a textura de fibra é tecida como uma peça única e tem uma porção interna, ou núcleo, e uma porção adjacente a uma superfície externa, ou pele, sendo que a textura do núcleo é fabricada através da tecelagem tridimensional com fios que são feitos, ao menos a maioria, de fibras descontínuas, e a pele é fabricada através da tecelagem com fios feitos de filamentos contínuos.

A densificação da textura de fibra por CVI é, dessa forma, incentivada por

todo o caminho ao núcleo, enquanto se evita um gradiente de densificação excessivo entre

o núcleo e a pele, embora na pele, seja preservado um estado de superfície isento de irregularidades significantes. Em uma modalidade, o núcleo é fabricado pela tecelagem de encadeamento, fornecendo assim um acesso mais fácil do gá s ao núcleo da pré-forma, enquanto a pele fabricada pela tecelagem com um tecido do tipo tafetá, cetim ou sarja, servindo, por meio disso, para limitar as irregularidades da superfície. A tecelagem da pele pode compreender a tecelagem 2D, com a tecelagem de encadeamento fornecendo o entrelaçamento entre as camadas da trama por todo o caminho à pele ou a tecelagem da pele pode compreender a tecelagem 3 D multicamada.

Em outra modalidade, o núcleo e a pele podem ser fabricados através da tecelagem 3D multicamada usando diferentes tecidos, por exemplo, certo tecido do tipo cetim na porção do núcleo e um tecido do tipo tafetá ou sarja na porção da pele. Um tecido do tipo tafetá na pele proporciona acesso mais fácil do gás através da pele comparado ao tecido do tipo cetim, incentivando assim a densificação por CVI por todo o caminho ao núcleo.

Ainda em outra modalidade, a pele é fabricada a partir de uma estrutura

com uma contagem mais baixa do que a estrutura com a qual o núcleo é feito, fornecendo

por meio disso acesso mais fácil do gás através da pele em direção ao núcleo da pré- forma.

E possível variar simultaneamente a técnica da tecelagem 3D e a estrutura entre o núcleo e a pele.

Também é possível formar várias porções da textura de fibra com fios de naturezas químicas diferente, a fim de proporcioná-las propriedades específicas desejadas, em particular, resistência ao desgaste ou à oxidação.

A tecelagem da porção do núcleo pode ser executada com fios que são fabricados a partir de fibras descontínuas com substancialmente nenhuma torção e ao menos um fio de cobertura de sacrifício que forneça o fio com coesão.

A invenção também fornece uma peça de material compósib dotada de uma textura de reforço de fibra, conforme definido acima, que é densificada por uma matriz.

Breve descrição dos desenhos

A invenção pode ser mais bem compreendida mediante a leitura da seguinte descrição feita com referência aos desenhos em anexo, em que: As Figuras de 1 a 3 mostram as tecelagens tridimensionais multicamadas e de encadeamento;

As Figuras de 4A a 4H mostram diferentes planos de tecido sucessivos de uma textura de reforço de fibra em uma primeira modalidade da invenção;

As Figuras de 5A a 5H mostram diferentes planos de tecido sucessivos de uma textura de reforço de fibra em uma segunda modalidade da invenção;

As Figuras de 6A a 6H mostram diferentes planos de tecido sucessivos de uma textura de reforço de fibra em uma terceira modalidade da invenção; e

As Figuras de 7A a 6L mostram diferentes planos de tecido de uma textura de reforço de fibra em uma quarta modalidade da invenção.

Definições

O termo "filamento contínuo" é usado no presente documento na maneira convencional para designar elementos de fibra de comprimento muito maiores que seu diâmetro. Dessa forma, por meio de exemplo, em uma textura de reforço que constitui uma pré-forma para uma peça de material composto e fabricada a partir de filamentos contínuos, ao menos uma grande maioria desta se estende continuamente na pré-forma, sendo interrompida somente nos limites geométricos da pré-forma. Tendo em vista que os filamentos contínuos não são naturais, estes são convencionalmente obtidos pela fiação de um material sintético, possivelmente seguida de uma ou mais operações físico- químicas (estiragem, azeitamento, tratamento térmico, etc.).

Os fios feitos de filamentos contínuos ou fios multifilamentos, são formados pela montagem de filamentos contínuos lado a lado, com ou sem torção.

O termo "fibras descontínuas" é usado na presente invenção da maneira convencional para designar os elementos da fibra que, para fibras que não são naturais, são formados pelo corte ou bloqueio de estiramento de filamentos contínuos. As fibras descontínuas ou fibras curtas geralmente têm um comprimento de poucos milímetros a poucas dezenas de milímetros.

O fio feito de fibras descontínuas, ou "fio de fibra", é fabricado através da montagem de fibras descontínuas pela torção ou pela cobertura, onde a cobertura consiste em fornecer a coesão enrolando um fio de cobertura em torno de uma montagem de fibras descontínuas que não necessitam ser torcidas ou que podem ser torcidas apenas levemente.

O termo "tecelagem bidimensional" ou "tecelagem 2D" é usado na presente invenção para designar uma técnica de tecelagem convencional, na qual cada fio urdido passa de um lado para o outro dos fios em uma única camada de trama.

O termo "tecelagem tridimensional" ou "tecelagem 3D" é usado no presente para designar uma técnica de tecelagem na qual ao menos alguns dos fios urdidos se entrelaçam com os fios da trama em uma pluralidade de camadas de trama, unindo-os por meio disso.

O termo "tecelagem de encadeamento" é usado na presente invenção para designar uma tecelagem 3D na qual cada camada urdida se entrelaça com uma pluralidade de camadas de trama com todos os fios de uma determinada coluna urdida dotada do mesmo movimento no plano do tecido. A Figura 1 é uma vista de um dos oito planes de tecido de encadeamento com sete camadas urdidas e oito camadas de trama. No tecido de encadeamento mostrado, uma camada de trama T é feita de duas meias camadas de trama adjacentes t que são deslocadas uma em relação à outra na direção da urdidura. Dessa forma, existem 16 meias camadas de em uma configuração escalonada. Cada urdidura se entrelaça com três meias camadas de trama. Abaixo, o termo "camada" é usado tanto para designar uma camada completa de fios da fios da trama como uma meia camada de fios da trama, salvo se especificado de modo contrário.

Também é possível adotar uma configuração de trama que não seja escalonada, com os fios da trama de camada de tramas adjacentes sendo alinhados nas mesmas colunas.

O termo "tecelagem multicamada" é usado na presente invenção para designar a tecelagem 3D com uma pluralidade de camadas de tramas, na qual o tecido básico de cada camada eqüivale a um tecido 2D convencional, como um tecido do tipo tafetá, cetim ou sarja, porém com certos pontos do tecido que entrelaça a camada de tramas uma à outra. A Figura 2 mostra um plano de pano multicamada do tipo tafetá ou "pano múltiplo-tafetá" no qual os fios da urdidura são defletidos de tempos em tempos de seu trajeto de tecido 2D convencional associado com um fio de fio de trama para capturar um fio de um fio de trama adjacente e formar pontos de entrelaçamento particulares PT que se entrelaçam com duas camada de tramas adjacentes. Em um ponto de entrelaçamento particular PT, o fio de urdidura passa em torno de dois fios da trama situados na mesma coluna em duas camadas de tramas adjacentes.

A Figura 3 mostra um plano de um pano multicamada do tipo cetim, ou "pano múltiplo cetim", em que cada fio de urdidura é defletido alternando entre uma direção e outra para mantê-lo em alternância, um fio de trama η em uma primeira camada de fios da trama, e um fio de trama η de uma segunda camada de fios da trama adjacente à primeira, sendo que η é um número inteiro maior que 2, unindo assim as duas camadas por dois pontos de entrelaçamento de cetim PS. No exemplo, n= 16.

Em um tecido do tipo cetim, "intervalo" designa o vão entre dois pontos de entrelaçamento de cetim de um determinado fio de urdidura medido como um número de colunas de trama. No exemplo da Figura 3, este intervalo alterna entre 6 e 10, o que resulta em um intervalo médio de múltiplo cetim de 8, n/2.

Nos tecidos das Figuras 2 e 3, os fios da trama não estão em uma configuração escalonada, os fios da trama de duas camadas de fio de trama adjacentes são alinhados nas mesmas colunas. Todavia, é possível ter uma disposição de trama escalonada conforme mostrado na Figura 1, os pontos de entrelaçamento são fabricados entre duas meias camadas de trama adjacentes.

Deve ser observado que um entrelace usando um único fio de urdidura em

um tecido de múltiplo tafetá ou múltiplo cetim não se restringe a duas camadas de tramas

adjacentes, mas pode estender sobre uma profundidade de mais de duas camadas de tramas.

O termo "estrutura" é usado na presente invenção para designar o número de fios por comprimento de unidade tanto na direção da trama como na direção da urdidura, de modo que uma estrutura de baixa contagem (uma estrutura aberta) tem um comprimento menor que permite fios, por meio disso, produzindo um pano mais aberto, quando comparado com uma estrutura de alta contagem (uma estrutura fechada).

Por convenção e conveniência, por todo o relatório descritivo abaixo e desenhos, somente aqueles fios de urdidura que são defletidos de seus trajetos e capturam OS fios da trama de uma ou mais camada de tramas são mencionados e mostrados. Todavia, é possível inverter as atribuições entre urdidura and trama, e tal inversão deve ser considerada com também sendo abrangidas pelas reivindicações.

Descrição detalhada das modalidades da invenção

O campo de aplicação da invenção é a fabricação de textura de fibra espessa adequada para constituir reforço de fibra ou pré-formas para uso na fabricação de peças de material compósito.

A fabricação da textura de fibra pela tecelagem 3D torna possível, em uma

única operação têxtil, obter uma interligação entre as camadas e, assim, ter uma textura

de fibra e uma peça de material compósiü resultante que apresente bom comportamento mecânico.

Quando a peça é obtida através da densificação da textura de fibra ao menos na peça através da infiltração a vapor químico (CVI), e a fim de obter propriedades mecânicas que sejam uniformes quanto possíveis na peça, é vantajoso incentivar a densificação com um gradiente de densificação tão pequeno quanto possível entre uma porção interna ou núcleo da textura de fibra e uma porção externa ou pele desta, isto é, uma porção da textura de fibra que seja adjacente a uma superfície externa.

Para este proposto, e para incentivar o acesso do gás de reação ao núcleo da pré-forma durante um processo de CVI, a porção do núcleo é tecida com fios feitos, ao menos a maioria, de fibras descontínuas que permitem que a porosidade seja subdividida por fibras de volume aumentado. É possível usar os fios feitos de fibras descontínuas sem torção com muito pouca torção junto com um fio de cobertura de sacrifício que dá coesão aos fios, as fibras descontínuas formam a maioria dos fios mesmo se o fio de cobertura for feito de filamentos contínuos. Também é possível usar os fios feitos de fibras descontínuas que são torcidos ju ntos, conhecidos como fios de fibra descontínua.

Também é vantajoso incentivar a obtenção de um estado de superfície, após a densificação, isento de irregularidades, isto é, um bom estado final que evite ou limite as operações de finalização através da usinagem.

Até esse ponto, a pele é fabricada pela tecelagem fios feita de filamentos contínuos para evitar qualquer aumento no volume das fibras descontínuas. Isto se aplica à camada de fios da trama que define a porção externa da pele e, possivelmente, também uma ou mais camadas das camadas de fios da trama adjacentes. Também é preferível aplicar a fios de urdidura que se nivelam com a superfície da pele.

Em uma modalidade da invenção, o núcleo é fabricado através da

tecelagem tridimensional do tipo encadeamento, e a pele é fabricada pela tecelagem com

um tecido do tipo tafetá, cetim ou sarja. A tecelagem de encadeamento no núcleo

incentiva o acesso do gás durante um processo de CVI, tendo em vista que proporciona

uma comunicação fácil entre uma pluralidade de camadas de pano. A tecelagem da pele

pode compreender a tecelagem bidimensional com um tecido de tafetá, cetim ou sarja, a

tecelagem de encadeamento da porção do núcleo que estende, então, a peça no sentido da

pele ou pode compreender uma tecelagem multicamada usando um tecido do tipo tafetá, cetim ou sarja.

Em outra modalidade, o núcleo e a pele são fabricados através da tecelagem multicamada usando diferentes tecidos. O núcleo pode ser fabricado através da tecelagem multicamada com tecido do tipo cetim e a pele através da tecelagem multicamada com um tecido do tipo tafetá ou sarja.

Ainda com o proposto de incentivar o acesso do gás de reação, a pele pode ser fabricada com uma estrutura que apresenta uma contagem menor que a contagem da estrutura do núcleo.

Pode, também, ser desejável usar fios de diferentes tipos químicos no núcleo e na pele a fim de conferir propriedades específicas à peça de material compósib resultante, em particular, propriedades que se diferem em termos de resistência à oxidação ou ao desgaste.

Dessa forma, para uma peça feita de material compósito termoestrutural com fibra reforço refratária, é possível fabricar uma pré-forma com fibras de carbono no núcleo e com fibras de cerâmica, por exemplo, fibras de carboneto de silício (SiC), em uma pele a fim de aumentar a resistência ao desgaste da peça compósita na pele.

Os exemplos de estruturas de fibra de com acordo com a invenção são

descritos abaixo. Em todos estes exemplos, a tecelagem é executada em um tear do tipo Jacquard. Exemplo 1

As Figuras de 4A a 4H mostram porções de oito planos sucessivos de um tecido de uma estrutura de fibra obtida pela tecelagem 3D, os fios da trama são mostrados em seção.

A estrutura da fibra 10 compreende nove camadas de fios da trama, isto é, 18 meias camadas de tl a tl8. No núcleo 12 situado entre as peles 14 e 16 opostas, a tecelagem 3D é do tipo encadeamento com fios feitos, em sua maioria, de fibra de carbono descontínua, presa por ura material de sacrifício do fio de cobertura, conforme descrito em EP0489637, e com uma estrutura por camada 10/10 (10 fios por centímetro tanto na direção da trama como na direção da urdidura). O fio de cobertura é constituído, por exemplo, por um polímero solúvel como álcool polivinílico ou um polímero que possa ser eliminado pelo tratamento térmico sem afetar o carbono das fibras, como um polietileno ou um acetato de polivinila. Nas peles 14 e 16, a tecelagem é bidimensional com um tecido do tipo tafetá usando fios feitos de filamentos de carbono descontínuos e com uma estrutura por camada 5/5. O entrelaçamento através da tecelagem com um tecido tafetá se aplica somente às meias camadas tl e t2 e às meias camadas tl7 e tl8 dos fios da trama. Deve-se observar que a tecelagem 3D de encadeamento no núcleo se estende até as meias camadas tl e tl8 da trama das peles a fim de unir estas meias camadas com as camadas do núcleo.

Neste exemplo, os fios feitos de filamentos contínuos são os fios das meias camadas tl, t2, tl7 e tl8 da trama e o fio de urdiduras dos tecidos tipo tafetá na superfície, isto é, os fios de urdidura Ctl, Ct2 e os fios de urdidura Ctl7, Ctl8 nas Figuras 4A e 4B. Os fios de urdidura da tecelagem de encadeamento que capturam os fios das meias camadas tl e tl8 e que, portanto, se nivelam com a superfície da pele poderiam ser, da mesma forma, feitos de filamentos contínuos (fios de urdidura Cil e Ci3 nas Figuras 4B e 4A).

Neste exemplo, além do tipo de fio variar entre o núcleo e a pele, a tecelagem 3D e a estrutura também variam. A tecelagem 3D de encadeamento e o uso de fios feitos de fibras descontínuas no núcleo servem para minimizar um gradiente de densificação de CVI entre as peles e o núcleo. Um tecido tafetá e o uso de fios feitos de filamentos contínuos na pele ajudam a obter um estado de superfície relativamente liso, e um tecido tafetá com uma estrutura de contagem mais baixa nas peles incentiva o acesso de um gás de reação através das peles.

Exemplo 2

As Figuras de 5A a 5H mostram porções de planos sucessivos de uma textura de fibra 20 obtidas pela tecelagem 3D, esta textura se difere daquela do Exemplo 1 diante do fato de que a tecelagem multicamada é executada nas peles 24 e 26 com um tecido anál ogo a um tecido múltiplo tafetá sobre uma espessura de duas meias camadas de trama, a tecelagem 3D na porção do núcleo 22 é do tipo encadeamento com cada fio de urdidura se estendendo sobre uma profundidade de três meias camadas de fios da trama, os fios da trama são dispostos em uma configuração escalonada.

Quando a tecelagem multicamada é executada na pele, não existe necessidade pela tecelagem de encadeamento para cobrir todas as camadas de trama da pele. Pode ser suficiente para uma única camada de trama ou meia camada situada na interface entre o núcleo e a pele, ser envolvida tanto com a tecelagem de encadeamento como com a tecelagem multicamada a fim de que se obtenha o entrelaçamento através da tecelagem 3D entre todos os fios da trama. Contudo, no exemplo mostrado, a tecido de encadeamento envolve todas as meias camadas de fios da trama.

Como no Exemplo 2, a tecelagem no núcleo é executada com fios feitos de fibras descontínuas presos juntos por um fio de cobertura de sacrifício, enquanto a tecelagem na pele é executada com fios de fibras contínuas. Dessa forma, por exemplo, nas modalidades mostradas nas Figuras 5A a 5H, os fios feitos de filamentos contínuos são os fios nas meias camadas tl, t2, tl7 e tl8 de fio de trama, junto com os fios de urdidura da tecelagem em múltiplo plano e da tecelagem de encadeamento que engata os

fios das meias camadas tl e tl8 (isto é, fios de urdidura Ctl, Ct8, Cil, Ci8 nas Figuras 5B e 5C).

Exemplo 3

As Figuras de 6A a 6H mostram porções de planos de trama sucessivos em uma textura 30 obtida através da tecelagem multicamada tridimensional, esta textura se difere daquela do Exemplo 1 pelo fato de que a mesma tecelagem 3D de encadeamento é executada no núcleo 32 e nas peles 34 e 36.

No núcleo 32, a tecelagem é executada usando fios feitos de fibras descontínuas unidas por um fio de cobertura de sacrifício, enquanto que as peles 34 e 36, isto é, sobre um ou mais extremos das meias camadas da trama, a tecelagem é executada usando os fios feitos de filamentos contínuos. No exemplo mostrado, os fios feitos de filamentos contínuos são os fios das meias camadas tl, tl, tl7 e tl8 do fio de trama, e os fios de urdidura que engatam os fios das meias camadas tl, tl8 (fios de urdidura Cl e Cl nas Figuras 6B e 6A).

Neste exemplo, apenas o tipo de fio varia entre o núcleo e a pele. Exemplo 4

As Figuras de 7A a 7L mostram planos de camada sucessivos de uma textura 40 obtida pela tecelagem 3D multicamada, que compreende 12 camadas de fios da trama Ul a U12. A tabela abaixo soma os tecidos e as estruturas da tecelagem 3D usadas, com a variação no tecido da textura 40 sendo simétrica em torno de um plano médio entre suas peles 44, 46 que estão situadas em cada lado do núcleo 42. Deve-se observar que os fios da trama não são dispostos em uma configuração escalonada, mas que certas camadas de trama têm números de fios da trama que se diferem dos números nas outras camadas de trama (variação da estrutura da trama).

Camadas de fio de trama Tecido multicamada Estrutura Ul Tafetá 6,6/6,6 U2 Múltiplo tafetá 6,6/6,6 U3 Múltiplo cetim 5 8/8 U4 Múltiplo cetim 5 8/8 U5 Múltiplo cetim 6 10/10 U6 Múltiplo cetim 6 10/10 U7 Múltiplo cetim 6 10/10 U8 Múltiplo cetim 6 10/10 U9 Múltiplo cetim 5 8/8 UlO Múltiplo cetim 5 8/8 Ull Múltiplo tafetá 6,6/6,6 U12 Tafetá 6,6/6,6

Conforme pode ser visto nas figuras, a tecelagem de múltiplo cetim é

executada através da alternância de um fio de trama a partir de uma primeira camada e

um fio de trama a partir de uma segunda camada adjacente à primeira.

Na porção do núcleo 42 (correspondente às camadas de trama U3 a U10),

os fios usados para a urdidura e a trama são fios feitos de fibras de carbono descontínuas

presas juntas por um fio de cobertura de sacrifício. Nas porções da pele 44, 46 (camadas

de tramas Ul, U2 e Ull, U12), os fios são feitos de filamentos de carbono contínuos,

isto é, os fios da trama Ul, U2, Ull e U12 os fios de urdidura na tecelagem de plano e múltiplo-plano.

Dessa forma, neste exemplo, o tipo de fio, o tecido multicamada 3D e a

estrutura variam entre o núcleo 42 e as peles 44, 46. Deve-se observar que a variação no

tecido e na estrutura é algo progressivo através da adoção de cetim 5 para as camadas de

trama U3, U4 e U9, U10, tendendo entre o cetim 6 das camadas U5 a U8 e tecido tafetá

das peles, a fim de evitar que se tenha descontinuidades muito afiadas entre o núcleo e a pele.

Um tecido de múltiplo cetim no núcleo proporciona uma elevação no

encolhimento reduzido da urdidura e melhor comportamento mecâni co paralelo às

camadas de trama, particularmente na direção da urdidura, em comparação com tecido de encadeamento.

Quando a densificação é executada pela CVI, um tecido tafetá na pele

proporciona acesso facilitado do gá s através da pele, em comparação com um tecido do tipo cetim.

Todavia, em uma variante, é possível usar um tecido do tipo sarja para a tecelagem da pele.

As texturas de fibra, se obtidas pelos métodos da invenção, são adequadas para a fabricação de peças de material compáito que são obtidas pela densificação das texturas de fibra pela CVI, em particular, peças feitas de material composto termoestrutural dotadas de reforços de fibra constituídos por fibras de carbono e matriz de carbono e/ou de cerâmic a.

Claims

1. Textura de fibra para reforço de uma peça em material composto, a textura de fibra sendo tecida como uma peça única e possuindo uma porção interna, ou núcleo, e uma porção adjacente a uma superfície externo, ou película, CARACTERIZADA pela textura do núcleo ser feita por tecelagem tridimensional com fios que são feitos, pelo menos na maioria, de fibras descontínuas, e o película feita pela tecelagem com fios feitos de filamentos contínuos.

2. Textura de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo núcleo ser feito por tecelagem tridimensional do tipo encadeamento e a película sendo feita pela tecelagem com tecido tipo tafetá, cetim , ou sarja.

3. Textura de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pela tecelagem da película compreender tecelagem bidimensional com um tecido tipo tafetá, cetim, ou sarja e a tecelagem de encadeamento do núcleo se estende até a película.

4. Textura de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pela tecelagem da película compreender tecelagem tridimensional multi-camadas com um tecido tipo tafetá, cetim, ou sarja.

5. Textura de fibra de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo núcleo e a película serem feitos por tecelagem multi-camadas com pontos de tecidos diferentes.

6. Textura de fibra de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo núcleo ser feito por tecelagem multi-camadas com um tecido tipo cetim e a película ser feita por tecelagem tridimensional com um tecido tipo tafetá ou sarja.

7. Textura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pela película ser feita com uma estrutura de contagem mais baixa do que aquela com que o núcleo é feito.

8. Textura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelas várias porções da textura de fibra serem feitas com fios de diferentes naturezas químicas.

9. Textura de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADA pela tecelagem da porção do núcleo ser realizada com fios em que ada um é feito de fibras descontínuas substancialmente isentas de torção junto com pelo menos um fio de cobertura de sacrifício que fornece coesão ao fio.

10. Peça em material composto que compreende uma textura de reforço de fibra de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADA por ser espessada por uma matriz obtida pelo menos em parte por infiltração química de vapor.