ES2207647T3 - Termoconductor alveolar no metalico y proceso de produccion. - Google Patents
Termoconductor alveolar no metalico y proceso de produccion.Info
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Abstract
SE SUMINISTRAN ESTRUCTURAS EN FORMA DE PANAL NO METALICAS, TERMICAMENTE CONDUCTORAS (20,30,40) ASI COMO UN NUEVO PROCESO DE CO-ONDULACION PARA SU PRODUCCION. LA CONDUCTIVIDAD TERMICA DE LAS ESTRUCTURAS NO METALICAS EN FORMA DE PANAL (20,30,40) SE INCREMENTA INCORPORANDO FIBRAS UNIDIRECCIONALES TERMICAMENTE CONDUCTORAS (3,38,52) EN LAS LAMINAS DE LAMINADO ONDULADO UTILIZADAS PARA FORMAR LA ESTRUCTURA EN FORMA DE PANAL. LAS FIBRAS TERMICAMENTE CONDUCTORAS (3,38,52) ESTAN INTEGRADAS EN LAS LAMINAS DEL LAMINADO COMO UNA PREIMPREGNACION DE FIBRA UNIDIRECCIONAL QUE MINIMIZA EL NUMERO DE FIBRAS ROTAS Y PERMITE UNA CONDUCTANCIA DE CALOR DIRECCIONAL, CONTROLADA A TRAVES DE LA ESTRUCTURA EN FORMA DE PANAL (20,30,40).
Description
Termoconductor alveolar no metálico y proceso de
producción.
La presente invención se refiere generalmente a
la producción de estructuras alveolares no metálicas para
utilización en situaciones donde es necesaria alta conductividad
térmica a través de la estructura. Particularmente, la presente
invención se refiere a un proceso nuevo y mejorado de ondulación
para producir estructuras alveolares termoconductoras de materiales
compuestos no metálicos y productos derivados de los mismos.
Los materiales de forma alveolar han sido
ampliamente utilizados para aumentar la rigidez y resistencia
relativas de una estructura sin imponer un incremento de peso
correspondiente. En particular, las estructuras alveolares han sido
incorporadas en construcciones con alma de elementos celulares que
tienen revestimientos compactos de alta resistencia. Tales
estructuras proporcionan la mayor rigidez en proporción al peso de
cualquier diseño de materiales común. Por consiguiente, estas
construcciones de poco peso se utilizan ampliamente en la aviación
militar y comercial, carrocerías de automoción, componentes de
motores, equipamiento recreativo, embarcaciones marinas,
estructuras de soporte y contenedores de mercancías.
Los materiales de alma alveolar son productos que
constan de hojas delgadas que se unen de tal modo que se forman
numerosas celdas. Aunque se han utilizado diversas configuraciones
alveolares para diferentes fines, la mayoría de las estructuras
alveolares constan de una serie agrupada de celdas hexagonales que
tratan de proporcionar las mejores características globales. Junto
con la configuración de celda, las propiedades de un alma alveolar
están ampliamente determinadas por la densidad de la celda y el
material de fabricación. Una mayor densidad de la celda proporciona
mejores propiedades mecánicas de la pieza pero a costa de un peso
incrementado. Sin embargo, las limitaciones de peso y otros
problemas pueden aliviarse con frecuencia por la selección de los
materiales apropiados.
La búsqueda de materiales estructurales con
propiedades deseables ha dado como resultado el desarrollo
progresivo de materiales compuestos no metálicos para estructuras
alveolares debido a su peso ligero y propiedades anticorrosivas en
comparación con las estructuras alveolares metálicas. Los compuestos
son materiales en los que dos o más sustancias distintas como
vidrio, cerámica, o polímeros se combinan para producir un material
con características estructurales o funcionales diferentes de los
componentes individuales. Los componentes conservan sus
características individuales y son distinguibles en una escala
microscópica. Generalmente, un componente se clasifica como el
refuerzo y el otro como la matriz. El refuerzo generalmente
proporciona la resistencia o rigidez en el compuesto mientras que
la matriz une el refuerzo y contribuye a la distribución de la
carga.
Generalmente, se utilizan dos clases principales
de polímeros en materiales compuestos y pueden clasificarse como
termoendurecibles y termoplásticos. Las diferencias principales
entre las dos clases de polímeros es el grado de reticulación y
respuesta a la temperatura elevada. Las resinas o polímeros
termoendurecibles están ampliamente reticulados y experimentan
cambios irreversibles cuando se calientan o reaccionan con un
catalizador o un agente de endurecimiento. Ejemplos de importantes
materiales con matriz termoendurecible son los poliésters,
epóxidos, polimidas y fenólicos. Por el contrario, los materiales
termoplásticos no están generalmente reticulados y se ablandan
cuando son calentados. Tras ser expuestos al calor, vuelven a su
estado original cuando se enfrían por debajo de su temperatura de
fusión. Los materiales termoplásticos comunes incluyen
poliolefinas, vinilos, poliamidas, acrílicos, policarbonatos y
polisulfonatos.
Los sistemas termoplásticos tienen ventajas sobre
algunos de los termoendurecibles porque no se producen reacciones
químicas que causan la emisión de productos gaseosos o carga
térmica excesiva. Además, generalmente son más dúctiles y
resistentes que los termoendurecibles. El proceso está limitado
solamente por el tiempo necesario para calentar, conformar y
refrigerar la estructura. Por el contrario, las resinas
termoendurecibles experimentan una reacción química irreversible o
endurecimiento en presencia de un catalizador, calor, radiación y/o
presión. Una vez endurecidos, no pueden volver al estado no
endurecido y ya no pueden fluir. Sin embargo, tienden a presentar
mejor resistencia mecánica y adhesión y características eléctricas
superiores en comparación con los termoplásticos. Mientras que los
termoendurecibles han sido tradicionalmente la matriz principal de
los compuestos debido a su relativa facilidad de manipulación y
proceso así como bajo coste unitario, las matrices termoplásticas se
están haciendo más conocidas para cierto número de aplicaciones
debido a las nuevas formulaciones. Por ejemplo, algunos
termoplásticos de alto rendimiento igualan ahora a la mayoría de los
termoendurecibles comunes en cuanto a capacidad de temperatura.
Igualmente, los avances en las propiedades
mecánicas de los materiales de refuerzo han extendido el uso de
compuestos en la fabricación de estructuras alveolares. La
selección del tipo y forma del refuerzo variará según los requisitos
de diseño de la estructura. Los criterios generales para un
refuerzo adecuado incluyen alta resistencia, alto módulo, bajo
peso, bajo coste, facilidad y fabricación y resistencia ambiental.
Los materiales comunes que tienen alguna o todas estas propiedades y
útiles para la fabricación de refuerzos son los vidrios, polímeros,
cerámicas y grafito pudiendo tener cada uno de ellos diferentes
formas. Las formas de refuerzos ampliamente utilizadas incluyen las
fibras o filamentos continuos, fibras troceadas, mallas, fibras
tejidas, partículas o cintas. Aunque se utilizan diferentes formas
de refuerzo en diferentes aplicaciones, las fibras se han utilizado
muy ampliamente para el desarrollo de compuestos avanzados ya que
proporcionan la mayor resistencia y módulo por peso unitario.
Además pueden ser tejidas, troceadas o utilizadas como malla
dependiendo de las propiedades deseadas de la estructura.
En cualquier caso, las estructuras alveolares son
generalmente fabricadas utilizando un proceso de expansión o un
proceso de ondulación dependiendo del tipo de material utilizado y
de la configuración celular deseada. En el proceso de expansión las
hojas del material de refuerzo deseado se cortan a la forma deseada
y se aplican las tiras de adhesivo. Frecuentemente, el material
adhesivo está estampado en el material de la hoja antes del corte.
El material cortado es apilado entonces en capas y pegado en los
puntos adhesivos seleccionados. Generalmente las hojas alternas
tienen la posición del adhesivo aplicado alternada para
proporcionar la forma correcta en la expansión. La pila pegada se
corta a la configuración deseada y se expande mecánicamente. En las
estructuras no metálicas, la pila expandida se impregna a menudo
con una matriz termoplástica o termoendurecible y se endurece para
conservar esta configuración.
El proceso de ondulación para la fabricación de
estructuras alveolares no metálicas implica a menudo el uso de
material de refuerzo preimpregnado en forma de hoja. Los materiales
preimpregnados se obtienen impregnando el material de refuerzo de
fibra, tejido o papel con una matriz termoplástica o
termoendurecible. En un ejemplo de este método, el material
preimpregnado simple o múltiple se pasa por los rodillos de
ondulación acoplados para formar una hoja ondulada. Otros métodos,
tales como formación de vacío o moldeo por presión, pueden
utilizarse también para fabricar estas estructuras. Las hojas
onduladas se apilan y alinean entonces para formar una disposición
alveolar y endurecida o unida de otro modo a otra en los nódulos
apropiados para formar un panel alveolar.
El uso de técnicas de ondulación para producir
estructuras alveolares es muy conocido en la técnica. Por ejemplo,
la patente U.S. Nº 5.030.305 (retirada) describe un método de
fabricación de estructuras alveolares termoplásticas reforzadas. El
refuerzo de fibra puede ser en forma de una red tejida o no tejida
que es ondulada utilizando la metodología de vacío, moldeo o
rodillo. La resina termoplástica puede presentarse en forma de
fibras cortadas mezcladas en la red no tejida, por fusión de
revestimiento de la red, o laminando una película de resina
termoplástica preconformada en la red. Las hojas así formadas
pueden apilarse y calentarse en puntos seleccionadas para producir
la estructura alveolar deseada.
Las estructuras alveolares formadas de materiales
compuestos termoplásticos y termoendurecibles son particularmente
atractivas debido a su fácil fabricación y propiedades físicas
inherentes. Por ejemplo, los materiales alveolares de fibra de
vidrio se han utilizado durante más de 40 años como almas de cúpulas
de radar y ventanas de antena debido a sus características
eléctricas ventajosas. Igualmente, además del bajo peso y alta
resistencia, las estructuras alveolares no metálicas con frecuencia
actúan como buenos aislantes térmicos y se utilizan frecuentemente
para esta aplicación en la industria. En particular, los materiales
de carbono-caborno y
carbono-fenólico se han desarrollado para sistemas
de protección térmica. Estos materiales se utilizan frecuentemente
en las superficies delanteras de los aviones que están sujetos a
fuertes cargas de calentamiento aerodinámico debido a la fricción
atmosférica. El uso de estructuras alveolares aislantes con espacios
de aire no renovado permite que el calor se disipe gradualmente sin
que afecte adversamente al ambiente interior del avión.
Mientras que las propiedades aislantes de las
estructuras alveolares no metálicas son deseables en muchos casos,
existen situaciones en las que es conveniente disponer de
materiales de poco peso y alta resistencia que tengan una alta
conductividad térmica. Por ejemplo, los motores de aviones a
reacción requieren un alto grado de transmisión térmica a la
estructura del motor para mantener las cargas estructurales de
temperatura a niveles aceptables. Por consiguiente, la estructura
del motor de la cámara de combustión en la góndola exterior debe
funcionar como un disipador termoconductor siendo al mismo tiempo
extremadamente resistente y de poco peso.
Las estructuras alveolares de la técnica anterior
realizadas de aluminio han demostrado tener la resistencia requerida
junto con la suficiente conductividad térmica para permitir la
transmisión de calor necesaria de la vía de flujo del alma a la vía
de flujo del paso del ventilador o en estructuras de góndola y/o de
inversor de empuje. Sin embargo, el aluminio está sujeto a la
corrosión, la expansión térmica y problemas de esfuerzos asociados.
Para evitar estas complicaciones, varias estructuras alveolares
compuestas de fibra de vidrio reforzada y materiales compuestos
reforzados con fibra de carbono con base de poliacrilonitrilo (PAN)
se han sugerido como posibles sustitutos para las estructuras
alveolares de aluminio en motores de aviones a reacción. Sin
embargo, estas estructuras alveolares no metálicas no son
generalmente apropiadas debido a su escasa conductividad
térmica.
Una solución a este problema de baja
conductividad térmica en estructuras alveolares no metálicas ha sido
avanzada en la solicitud de patente pendiente de Estados Unidos Nº
07/853.957 que se incorpora aquí como referencia. La solicitud
presenta una estructura alveolar no metálica resistente y de poco
peso que dispone de un alto grado de conductividad térmica. Estas
nuevas estructuras alveolares estaban basadas en el sorprendente
descubrimiento de que las fibras de carbono a base de alquitrán
podrían ser tejidas en materiales de refuerzo compuestos no
metálicos para proporcionar los niveles deseados de conductividad
térmica. Puesto que las fibras conductoras de carbono pueden
integrarse con diversos materiales de refuerzo tejidos que tengan
diferentes propiedades, las estructuras alveolares termoconductoras
pueden diseñarse y fabricarse de modo que presenten las
características mecánicas deseadas.
Más específicamente, las paredes de las
estructuras alveolares termoconductoras incluyen diversas fibras no
metálicas que tienen baja conductividad térmica junto con diversas
fibras no metálicas que tienen alta conductividad térmica. Ambos
conjuntos de fibras entretejidas son impregnados en una matriz de
resina que se utiliza para fabricar estructuras alveolares que
utilizan técnicas de producción convencionales. El descubrimiento
especifica además que las fibras termoconductoras pueden
incorporarse en cualquier ángulo u orientarse paralelamente o
perpendicularmente al eje longitudinal de la estructura alveolar. En
una realización preferente de la invención, las fibras de carbono a
base de alquitrán están en ángulo con respecto al eje longitudinal
de modo que proporcionen la resistencia mecánica adicional a la
estructura termoconductora. Las estructuras resultantes son
resistentes, de peso ligero y presentan una sorprendentemente alta
conductividad térmica.
Mientras que las propiedades de transmisión
térmica de tales disposiciones constituyen una amplia mejora
respecto a la técnica anterior, las consideraciones estructurales y
técnicas de fabricación repercuten sobre las características
térmicas de la estructura alveolar. Por ejemplo, para lograr
estructuras alveolares que tengan las máximas propiedades de
cizallamiento, las fibras conductoras se orientan preferiblemente
con una desviación de 45º antes de realizar el proceso de
ondulación. Esto aumenta de modo no deseable la longitud de la vía
de la transmisión térmica aumentando por lo tanto la capacidad de
aislamiento de la estructura alveolar. Además, el proceso de tejer
las fibras termoconductoras frágiles en el refuerzo puede dar como
resultado la rotura de la fibra, comprometiendo por lo tanto la
integridad estructural y térmica del material resultante. Como con
la longitud de vía aumentada, esta introducción de discontinuidades
de la fibra aumenta la capacidad térmica de la estructura alveolar
con un descenso correspondiente en la capacidad de transmisión
térmica. Además, la fabricación del tejido de refuerzo
termoconductor entretejido puede complicar de modo no deseable la
producción de la estructura alveolar aumentado el número de etapas
de fabricación así como el coste de la unidad.
Por consiguiente, la presente invención tiene
como objetivo proporcionar estructuras alveolares no metálicas
resistentes y de peso ligero que presenten conductividad térmica
relativamente alta.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un proceso eficiente y efectivo en cuanto a coste para
la fabricación de una estructura alveolar no metálica
termoconductora resistente y de peso ligero.
Otro objetivo más de la presente invención es
solucionar los problemas anteriormente citados de las técnicas
precedentes para formar una estructura alveolar
termoconductora.
Otro objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar estructuras alveolares no metálicas termoconductoras
para el uso en aplicaciones en las que sea necesaria la transmisión
de energía térmica, tales como estructuras de motores de
aviación.
En general, la presente invención cumple los
objetivos anteriormente citados por medio de un proceso de
ondulación conjunta que puede utilizarse para fabricar estructuras
alveolares compuestas no metálicas termoconductoras. Las estructuras
alveolares de la presente invención constan de diversas paredes de
pliegues múltiples que incluyen fibras unidireccionales
termoconductoras y materiales de refuerzo de alta resistencia.
Además de presentar un alto grado de transmisión térmica, las
estructuras alveolares resultantes son resistentes y de peso ligero.
Además, tienen todas las ventajas de los materiales compuestos no
metálicos incluyendo la resistencia a la fatiga, flexibilidad de
diseño y resistencia a la corrosión. A diferencia de los intentos de
la técnica anterior donde un porcentaje importante de las fibras
termoconductoras relativamente frágiles tenían tendencia a romperse
mientras se tejían directamente en el material de refuerzo, la
presente invención incorpora las fibras termoconductoras en la
estructura deseada separadamente del material de refuerzo. Esto da
como resultado que se integren en las paredes alveolares menos
fibras rotas, mejorando por lo tanto considerablemente la capacidad
de transmisión térmica de la estructura acabada. Además, las
estructuras alveolares no requieren la fabricación de materiales de
refuerzo especiales y son por lo tanto más fáciles de fabricar en
cuanto a coste y mano de obra que las estructuras de la técnica
anterior.
De conformidad con la presente invención, se ha
previsto una estructura alveolar termoconductora de compuestos no
metálicos que combina las fibras unidireccionales que presentan alta
conductividad térmica con un material de refuerzo resistente y que
tiene conductividad térmica relativamente baja. La invención
también permite un nuevo proceso de fabricación para fabricar
eficientemente las estructuras alveolares termoconductoras. Este
proceso de fabricación incluye la ondulación de al menos dos capas
de material preimpregnado utilizando las técnicas de producción
convencionales para proporcionar una hoja ondulada. Una de las capas
onduladas conjuntamente es un material preimpregnado que incorpora
fibras unidireccionales que tienen una alta conductividad térmica
mientras que la otra es un material preimpregnado que incorpora el
material de refuerzo. Las capas o pliegues de material preimpregnado
están orientadas en el aparato de ondulación de modo que
proporcionen las características térmicas y mecánicas apropiadas a
la estructura alveolar acabada. Diversas hojas onduladas
termoconductoras se alinean entonces y se unen utilizando las
técnicas convencionales de endurecimiento o unión para formar la
estructura alveolar deseada.
Los expertos en la técnica podrán apreciar otros
objetivos, características y ventajas de la presente invención
mediante el estudio de la descripción detallada siguiente y las
realizaciones preferentes de la misma.
\newpage
La Fig. 1 representa un proceso de ondulación
conjunta preferente, a título de ejemplo, y la hoja ondulada
termoconductora de conformidad con la presente invención donde las
fibras unidireccionales termoconductoras están orientadas en una
dirección paralela a la anchura de la hoja formada.
La Fig. 2 es una vista detallada de una
estructura alveolar completa termoconductora fabricada según las
enseñanzas de la presente invención en la que las fibras
unidireccionales termoconductoras están orientadas en una dirección
paralela al grosor de la estructura alveolar.
La Fig. 3 es una vista en perspectiva de una
estructura alveolar preferente a título de ejemplo formada de
conformidad con la presente invención en la que las fibras
unidireccionales termoconductoras están orientadas en una dirección
paralela al grosor de la estructura alveolar para proporcionar
conductividad térmica incrementada en toda la estructura.
La Fig. 4 es una vista en perspectiva de una
segunda realización preferente a título de ejemplo de conformidad
con las enseñanzas de la presente invención en la que las fibras
unidireccionales termoconductoras están orientadas en una dirección
perpendicular al grosor de la estructura alveolar para proporcionar
conductividad térmica incrementada a lo largo de la estructura.
La Fig. 5 es una sección transversal de una parte
de la pared alveolar fabricada como se muestra en la Fig. 1 que
representa la posición de las fibras unidireccionales
termoconductoras con respecto al tejido de refuerzo.
La Fig. 6 es una sección transversal de una parte
de una pared alveolar fabricada de conformidad con las enseñanzas de
la presente invención que muestra la posición de dos pliegues
individuales de tejido de refuerzo con respecto a las fibras
unidireccionales termoconductoras incorporadas.
La invención proporciona estructuras alveolares
no metálicas de alta conductividad térmica en las que diversas
paredes interconectadas crean diversas celdas alveolares
interconectadas que tienen una dirección longitudinal que se
extiende transversalmente con respecto a dichas paredes y una
dirección de espesor que se extiende paralela con respecto a las
paredes. Estas paredes alveolares incluyen una lámina que tiene al
menos un pliegue de material de refuerzo no metálico junto con al
menos un pliegue que incluye diversas fibras unidireccionales
termoconductoras. Mientras que la lámina de las paredes alveolares
puede incluir simplemente un pliegue del material de refuerzo y un
pliegue de las fibras unidireccionales termoconductoras, pueden
utilizarse también configuraciones de pliegues múltiples que
incorporen una pluralidad de cada uno de los dos materiales para
proporcionar las características deseadas. Tras la fabricación, los
pliegues individuales de la lámina de la pared alveolar se unen
mediante las características adhesivas de los materiales de matriz
impregnados.
Como se ha indicado anteriormente, las
estructuras alveolares no metálicas termoconductoras de la invención
se producen fácilmente utilizando un nuevo proceso de ondulación
paralela que elimina la necesidad de refuerzos de tejido
termoconductor fabricado especialmente. Más particularmente, las
fibras termoconductoras están orientadas unidireccionalmente en un
material preimpregnado separado en vez de tejido en el refuerzo de
tela antes de la impregnación de la matriz y la ondulación. De
conformidad con ello, el proceso de fabricación de la presente
invención implica la ondulación conjunta del material preimpregnado
de fibra unidireccional termoconductora, teniendo el material de
refuerzo preimpregnado las propiedades de cizallamiento deseadas. La
orientación del material preimpregnado de fibra unidireccional, que
puede ser en forma de cinta, y el material preimpregnado de
refuerzo antes de la ondulación no es crítica y puede ajustarse
para proporcionar las propiedades térmicas y mecánicas óptimas en la
estructura alveolar acabada. Igualmente, el método utilizado para
producir la hoja ondulada conjuntamente no es crucial y puede
implicar cualquiera de los procesos de ondulación convencionales.
Por ejemplo, la disposición configurada del material preimpregnado
de fibras unidireccionales y el material preimpregnado de refuerzo
de tejido puede consolidarse y ondularse utilizando técnicas de
conformación por vacío, proceso de troquel fijo o proceso de troquel
de giro. Según la fabricación de las hojas onduladas de pliegues
múltiples, se unen y alinean diversas hojas, utilizando técnicas
bien conocidas, para producir una estructura alveolar que tenga la
conductividad térmica deseada. La estructura alveolar
termoconductora puede entonces cortarse, modelarse o conformarse de
otro modo para producir la pieza acabada.
Dependiendo de las características deseadas,
pueden utilizarse diversos tipos de materiales para los componentes
individuales de la invención. Por ejemplo, el material
preimpregnado de fibras de refuerzo que se utiliza en la invención
incluye material preimpregnado de tejido sesgado y no sesgado,
tejido tricotado y cosido así como material preimpregnado
"pulverizado". El material de refuerzo utilizado para fabricar
los materiales preimpregnados puede ser en forma de telas tejidas,
fibras, partículas, mallas o fibras de óxidos metálicos. Además, el
refuerzo preimpregnado puede derivarse de cualquier material que
presente las propiedades necesarias de cizallamiento incluyendo
vidrio, fibra aramídica, carbono, grafito, boro y carburo de
silicio. En particular, la invención es apropiada para aumentar la
conductividad térmica de las estructuras alveolares que están
realizadas de fibras de carbono a base de poliacrilonitrilo (PAN)
impregnado de resina. Los expertos en la técnica apreciarán además
que, los diferentes materiales y formas de refuerzo pueden
combinarse para adaptarse a las características de la estructura
alveolar resultante.
\newpage
En general, las fibras de refuerzo anteriormente
citadas tienen conductividad térmica relativamente baja. Por
ejemplo, la conductividad térmica de las fibras de PAN, vidrio y
cerámica es generalmente del orden de 100 vatios/mºK o menos. Los
expertos en la técnica consideran que las fibras no metálicas que
tienen conductividades térmicas dentro de esta gama son un material
aislante relativamente bueno. Además, la matriz de resina en la que
se impregnan generalmente estas fibras para fabricar estructuras
compuestas también tienden a tener características de baja
transmisión térmica, de modo que las estructuras alveolares
convencionales tienen generalmente una conductividad térmica global
que entra dentro de una gama relativamente baja.
Como con estos refuerzos convencionales de la
técnica anterior, la mayoría de las resinas termoplásticas y
termoendurecibles disponibles comercialmente son compatibles con la
presente invención y pueden utilizarse para formar los materiales
preimpregnados de fibras unidireccionales y materiales
preimpregnados de refuerzo. Por ejemplo, las resinas
termoendurecibles como las resinas de poliéster, resinas
hepoxídicas, resinas de poliéter, resinas de poliuretano y similares
son todas compatibles con el proceso de ondulación conjunta aquí
descrito y, por consiguiente, se encuentran dentro del ámbito de
la invención. Además, las realizaciones de la invención utilizadas
en entornos hostiles pueden utilizar resinas termoendurecibles que
presenten alta estabilidad térmica y oxidativa en la matriz
endurecida. Ejemplos de estos materiales que tienen tales
propiedades son las bismaleimidas, mezclas de
maleimidas-epóxidos, fenólicos, polimidas,
poliquinoxalinas, polifenilquinoxalinas y polibencimidazoles. Otras
realizaciones de la invención pueden utilizar materiales de matriz
termoendurecible que tengan diferentes ventajas en cuanto a coste o
facilidad de fabricación. Igualmente, los materiales termoplásticos
pueden utilizarse para formar el material preimpregnado de fibras
unidireccionales y el material preimpregnado de refuerzo antes de la
formación del conjunto ondulado. Los materiales termoplásticos de
ejemplo que son compatibles para el uso en la invención incluyen
polieterimidas, acrilatos, polisulfonados, polieteretercetonas,
poliuretanos, policarbonatos y similares. Además, es importante
señalar que no es necesario utilizar la misma resina para la matriz
del material preimpregnado de fibras unidireccionales que se utiliza
para el material preimpregnado reforzado. En cualquier caso, la
elección definitiva de un material matriz se basa en cierto número
de factores que incluyen las características físicas deseadas de la
estructura alveolar acabada, las consideraciones de fabricación y
los condicionamientos de coste.
Según la presente invención, las estructuras
alveolares anteriormente descritas de baja conductividad térmica se
convierten en estructuras alveolares de alta conductividad térmica
mediante la ondulación de las fibras de alta conductividad térmica
en forma de material preimpregnado de fibras unidireccionales.
Preferiblemente, este material preimpregnado de fibras
unidireccionales tiene forma de cinta. Pueden utilizarse cierto
número de materiales para fabricar las fibras termoconductoras que
son embebidas entonces unidireccionalmente en resinas
termoplásticas o termoendurecibles para formar el material
preimpregnado deseado. Debido a las consideraciones de coste y los
problemas de fabricación, las fibras termoconductoras
particularmente preferidas para uso en la presente invención son
las fibras de carbono a base de alquitrán. Sin embargo, además de
los materiales preimpregnados de fibra de carbono, los materiales
preimpregnados de fibras unidireccionales que incorporan fibras
termoconductoras de boro, vidrio, cuarzo o zafiro son compatibles
con la presente invención.
Todas estas fibras termoconductoras tienen
posibilidades sustancialmente más altas de transmisión térmica que
las de los refuerzos no conductores. Por ejemplo, las fibras de
carbono a base de alquitrán comercialmente disponibles tienen una
alta conductividad térmica que es generalmente del orden de 200
vatios/mºK a aproximadamente 1.200 vatios/mºK. Estas fibras incluyen
las fabricadas por AMOCO bajo el nombre comercial THORNEL Carbon
Fiber. En general, las fibras individuales de carbono a base de
alquitrán tienen diámetros de aproximadamente 10 \mum y pueden
incorporarse en los materiales impregnados unidireccionales en una
gama que incluye desde algunas fibras por pulgada a cientos de
fibras por pulgada, dependiendo de la cantidad de transmisión
térmica deseada. Las fibras a base de alquitrán identificadas como
P120 son preferibles aunque también son aceptables las fibras P75.
Otras fibras de alta conductividad y alto módulo a base de
alquitrán que pueden utilizarse en la invención incluyen las
identificadas como K 1100, K 950, K 650 y similares. Las fibras de
carbono a base de alquitrán, preferiblemente en forma de cinta
unidireccional, pueden incorporarse en la estructura alveolar en
cantidades que oscilen de aproximadamente 1% por peso hasta 90%
aproximadamente por peso para proporcionar la alta conductividad
térmica de las estructuras alveolares de la presente invención.
Además del uso de diferentes materiales, también
se contemplan variaciones en la orientación relativa de las fibras
que se encuentran dentro del campo de aplicación de la presente
invención. Particularmente, el material preimpregnado de refuerzo y
el material preimpregnado de fibras unidireccionales puede
orientarse antes de la ondulación conjunta para proporcionar la
transmisión térmica y las propiedades mecánicas deseadas a la
estructura alveolar acabada. Igualmente, cuando se utilizan varios
pliegues de cada tipo de material preimpregnado para formar el
conjunto ondulado, pueden estar orientados de modo que las fibras
estén paralelas entre sí o desviadas para proporcionar resistencia
o transmisión térmica controlada adicionales a lo largo de más de un
eje estructural. Por supuesto, también sería posible modificar
estas características cambiando simplemente el número de capas
termoconductoras o el número de capas de refuerzo. Igualmente, las
propiedades de la estructura alveolar termoconductora pueden
ajustarse fácilmente mediante diversas combinaciones de refuerzos
diferentes, materiales de matriz o fibras termoconductoras.
Por ejemplo, las fibras de alta conductividad
térmica pueden orientarse para extenderse casi perpendiculares al
grosor de la estructura alveolar y proporcionar la transmisión
térmica eficaz transversalmente a través de la estructura alveolar.
Inversamente, las fibras termoconductoras pueden orientarse para
extenderse casi paralelas a la dirección del grosor de la
estructura alveolar proporcionando así la transmisión térmica o
conductancia en esta dirección, es decir, casi paralela a las
paredes de las celdas de la estructura alveolar. Además, los
expertos en la técnica entenderán que las fibras pueden alinearse
también a lo largo de un ángulo intermedio dependiendo de las
propiedades térmicas deseadas de la pieza acabada. Más
específicamente, las fibras de alta conductividad térmica pueden
orientarse para extenderse en un ángulo relativo al grosor de la
estructura alveolar para proporcionar resistencia estructural
añadida además de la transmisión térmica controlada en las
direcciones paralelas y transversales.
En una realización particularmente útil de la
invención, un material preimpregnado de refuerzo de tejido liso
simple es orientado de modo que sus fibras se extienden a
aproximadamente 45º con relación al grosor de la estructura alveolar
acabada. Al mismo tiempo, se deja una capa única de cinta de
material preimpregnado que tiene fibras unidireccionales
termoconductoras de modo que las fibras se extienden paralelas al
grosor de la pieza acabada antes de ser ondulada conjuntamente. La
orientación de las fibras termoconductoras permite la transmisión
térmica más eficiente a través de la estructura mientras que el
ángulo de las fibras en el tejido de refuerzo proporciona la máxima
resistencia al cizallamiento para el peso de la estructura alveolar.
Más específicamente, esta construcción proporciona una red alveolar
que tiene fibras de alta conductividad térmica orientadas con la
longitud de vía más corta desde una cara alveolar a la otra
permitiendo por lo tanto la máxima disipación del calor a través de
la estructura.
Volviendo ahora a las figuras de los planos, la
Fig. 1 representa la fabricación del troquel de giro de una lámina
ondulada termoconductora de conformidad con las enseñanzas de la
presente invención. La cinta preimpregnada unidireccional
termoconductora va dispuesta en un rollo 2 junto con un rollo de
material preimpregnado de refuerzo de tejido 4. Las fibras
unidireccionales termoconductoras 3 están orientadas
perpendicularmente a la longitud de la cinta. De otro modo, tejiendo
las fibras termoconductoras directamente en el refuerzo de tejido,
el uso de la cinta unidireccional conserva el estado irrompible de
las fibras termoconductoras en el proceso de fabricación. Como se
ha comentado anteriormente, el material preimpregnado de refuerzo de
tejido puede incorporar materiales termoplásticos o
termoendurecibles y cualquier número de refuerzos de tejido. La
hoja de material preimpregnado 6 de refuerzo se saca del rollo 4 y
entra en contacto con la hoja de la cinta unidireccional
termoconductora 8 utilizando rodillos (no mostrados) u otras
técnicas bien conocidas para formar una hoja consolidada. Las
fibras unidireccionales termoconductoras permanecen orientadas
perpendiculares a la longitud de la hoja consolidada.
La hoja consolidada de material preimpregnado
reforzado y la cinta unidireccional termoconductora pasa entonces
entre un par de rodillos de ondulación 10 que llevan dientes
acoplados 12 que aplican presión para formar la hoja laminada
ondulada 18 presentando la forma deseada. Cuando se utilizan
materiales termoplásticos en el material preimpregnado, los
rodillos 10 pueden calentarse para ablandar la resina mientras se
conforma la hoja consolidada. Tanto si se utilizan resinas
termoplásticas como materiales termoendurecibles, la presión
aplicada por los rodillos de ondulación 10 asegura que la cinta
preimpregnada unidireccional termoconductora 8 se unirá firmemente
al material preimpregnado de refuerzo 6. En el ejemplo representado,
la hoja ondulada 18 presenta una forma casi sinusoidal de nódulos
alternativos 14 y antinódulos 16. Al sacar los rodillos de
ondulación 10, la hoja ondulada 18 puede dimensionarse y cortarse a
las dimensiones deseadas.
Como se ha comentado anteriormente, cierto número
de hojas laminadas onduladas 18 van unidas para producir el panel
ondulado 20 mostrado en la Fig. 2. Particularmente, las hojas
laminadas onduladas 18 se apilan con los antinódulos 16 de una capa
inferior en contacto con los nódulos 14 de la hoja inmediatamente
anterior. Los nódulos y antinódulos se unen entonces entre sí
mediante el adhesivo o, si se utilizó material preimpregnado de
resina termoplástica, mediante la unión fundida. Igualmente, si se
utilizaron resinas termoendurecibles, la unión podría realizarse
endureciendo totalmente las hojas formadas mientras estén en
contacto.
Las formas básicas de las celdas de estructuras
alveolares son hexagonales, sobreexpandidas y de alma flexible. La
forma hexagonal es el tipo de celda más común y, por consiguiente,
será la configuración principal utilizada para representar las
características de la presente invención. Sin embargo, se utilizan
otras configuraciones como las formas sobreexpandidas y de alma
flexible cuando la estructura alveolar tiene que realizarse de
forma cilíndrica o ser configurada con una curva policéntrica.
También pueden fabricarse otras configuraciones alveolares tales
como "alma reforzada" o "alma tubular" utilizando el
proceso de ondulación de la presente invención. Por consiguiente,
cualquier estructura alveolar de celdas que pueda fabricarse
utilizando el proceso de ondulación que aquí se presenta se
considera dentro del ámbito de la invención.
La Fig. 2 muestra un panel ondulado 20 a título
de ejemplo que incluye diversas celdas alveolares hexagonales 22 que
tienen paredes 24 definidas por las ondulaciones de las hojas
laminadas 18. La estructura alveolar 20 tiene una dirección
longitudinal que se extiende transversalmente con respecto a las
celdas alveolares 22 y está representada por L en la Fig. 2. La
estructura alveolar también tiene una dirección de grosor que se
extiende paralela con respecto a las celdas alveolares 22 y está
representada por T en la Fig. 2. En este ejemplo, las celdas 22 de
la Fig. 2 son hexagonales y están definidas por seis paredes
celulares 24. Sin embargo, los expertos en la técnica apreciarán
que las formas de las celdas se determina por el tipo de ondulación
que puede modificarse para producir cualquier estructura celular
que tenga las propiedades físicas deseadas.
La Fig. 2 también presenta fibras
unidireccionales termoconductoras 3 incorporadas dentro de las
paredes celulares 24 de las celdas alveolares 22. Según la presente
invención, diversas fibras termoconductoras son impregnadas en una
matriz de resina para que se extiendan en la dirección de espesor T.
La orientación de las fibras termoconductoras 3 casi paralela al
espesor de la estructura alveolar proporciona una conductancia
térmica incrementada a través de la estructura alveolar a lo largo
del eje T.
La Fig. 3 presenta una pequeña parte de una
realización preferente a título de ejemplo de una estructura
alveolar 30 fabricada según la presente invención. En la Fig. 3 la
estructura alveolar 30 contiene dos celdas alveolares completas 32 y
34 junto con partes de algunas celdas que han sido cortadas para
mostrar su estructura. Como es bien conocido, las estructuras
alveolares incluyen generalmente cientos e incluso miles de estas
celdas alveolares interconectadas. En la representación, sólo se
muestran las dos celdas completas dando por sentado que el resto de
las celdas alveolares interconectadas que forman típicamente la
estructura alveolar no se muestran.
En la Fig. 3, las celdas alveolares 32 y 34 están
formadas de diversas paredes celulares interconectadas 36. En la
Fig. 3 las celdas alveolares 32 y 34 están formadas de diversas
paredes interconectadas 36. Las paredes celulares interconectadas
están fabricadas utilizando material preimpregnado reforzado no
metálico y material preimpregnado unidireccional termoconductor
según las enseñanzas de la presente invención. Al igual que en la
Fig., 2 la estructura alveolar 30 tiene una dirección longitudinal
orientada transversalmente a las celdas interconectadas 32 y 34 y
representadas por L en la Fig. 3. La estructura alveolar 30 también
tiene un espesor, representado por T en la Fig. 3, casi paralelo a
las celdas interconectadas 32 y 34.
La Fig. 3 también representa el tipo
unidireccional de fibras de alta conductividad térmica 38
incorporadas en las paredes celulares 36 interconectadas de la
estructura alveolar 30. En esta realización de ejemplo, igual que la
realización representada en la Fig. 2, las fibras termoconductoras
38 están orientadas en una dirección paralela al espesor de la
estructura alveolar. Por consiguiente, una estructura alveolar
representada en la Fig. 3 proporcionaría una conductancia térmica
incrementada a través de la estructura alveolar a lo largo del eje
T.
Puesto que las celdas 32 y 34 están fabricadas
utilizando material preimpregnado termoconductor, las fibras
termoconductoras 38 están uniformemente distribuidas en cada una de
las paredes celulares 36 permitiendo por lo tanto una dispersión
térmica óptima. Por consiguiente, el tipo de transmisión térmica
dirigida dependerá ampliamente del número de fibras
termoconductoras incorporadas por pared celular 36, el tipo de
fibra termoconductora utilizada y la continuidad de las fibras. Sin
embargo, como las fibras termoconductoras generalmente permanecen
inalteradas durante el proceso de ondulación de la presente
invención, la cantidad de transmisión térmica es predecible y
fácilmente ajustable por simple variación del tipo y la cantidad de
fibra utilizada en el material preimpregnado de fibras
unidireccionales.
Otra estructura alveolar preferente se muestra en
la Fig. 4. Como en la Fig. 3, sólo se muestran algunas celdas 42,
44, 46 y 48 de una estructura alveolar mucho más grande con una
dirección longitudinal orientada transversalmente a las celdas
interconectadas y representadas por L en la Fig. 4. La estructura
alveolar 40 también tiene un espesor, representado por T en la Fig.
4, casi paralelo a las celdas interconectadas. Particularmente, la
estructura alveolar 40 es casi la misma que la estructura alveolar
no metálica 30 mostrada en la Fig. 3 excepto porque las fibras
unidireccionales termoconductoras 52 están orientadas en una
dirección perpendicular al espesor de la estructura alveolar 40. En
esta realización, la transmisión térmica a través de la estructura
alveolar 40 se optimizará a lo largo del eje L o perpendicular a las
celdas 42, 44, 46 y 48. Mientras que la vía de las fibras
termoconductoras en esta dirección no puede ser tan directa como la
vía paralela al espesor de la estructura, las características
térmicas de las fibras aseguran sin embargo una transmisión térmica
eficiente a lo largo del eje L.
Como se puede apreciar en las estructuras
mostradas en la Fig. 2, 3 y 4, la presente invención proporciona la
capacidad para controlar la conductancia térmica a través de las
estructuras alveolares en las direcciones paralelas o
perpendiculares con respecto al espesor de la estructura. Además,
las fibras unidireccionales termoconductoras pueden estar
orientadas en ángulos discontinuos entre las direcciones paralela o
perpendicular. Por ejemplo, una realización preferente presenta
fibras termoconductoras que están orientadas en ángulos de más o
menos 45º con respecto al grosor de la estructura alveolar. Otras
realizaciones preferentes incorporan las fibras unidireccionales
termoconductoras en ángulos que van de 30º a 60º con respecto al
espesor permitiendo diversas combinaciones diferentes de
resistencias mecánicas y propiedades de transmisión térmica en la
estructura alveolar. En cualquier caso, la transmisibilidad de calor
a través de la estructura celular resultante es fácilmente
ajustable durante el proceso de ondulación conjunta modificando la
orientación de las fibras unidireccionales termoconductoras.
Como se ha comentado anteriormente, también es
posible modificar las propiedades físicas y térmicas de las
estructuras alveolares modificando el número de pliegues utilizados
para fabricar las hojas laminadas onduladas de la presente
invención. Más de un pliegue de material preimpregnado reforzado
puede combinarse y ondularse conjuntamente con uno o más pliegues
de material preimpregnado unidireccional termoconductor. Esto puede
realizarse fácilmente durante el proceso de fabricación de
ondulación conjunta dejando y consolidando diversos pliegues en
cualquier combinación u orden antes de formar la hoja laminada
ondulada. Además, los diferentes pliegues pueden orientarse a
diferentes ángulos para proporcionar una mayor resistencia o
generar tipos específicos de conductancia térmica. Aunque son
ligeramente más pesadas, las estructuras alveolares resultantes
serán más resistentes y permitirán un ajuste más sutil de la
distribución térmica.
En las Fig. 5 y Fig.6 se representan dos
configuraciones preferentes de las hojas laminadas onduladas de la
presente invención. Específicamente, la Fig. 5 presenta la sección
transversal de la estructura laminada 60, correspondiente a una
pared celular alveolar, formada utilizando un solo pliegue de
material preimpregnado reforzado y un solo pliegue de cinta
unidireccional termoconductora. En esta realización de ejemplo, el
material de refuerzo 62 es adyacente a las fibras unidireccionales
termoconductoras 64 que, en alguna medida han sido impregnadas
uniformemente en una matriz de resina. Tal configuración podría
fabricarse utilizando el proceso de ondulación conjunta
representado en la Fig. 1. Por otra parte, la Fig. 6, presenta la
sección transversal de una realización preferente de la invención
que lleva diversas capas preimpregnadas reforzadas. Particularmente,
la sección transversal de la estructura laminada 70,
correspondiente de nuevo a una pared celular alveolar, se forma
utilizando un pliegue de material preimpregnado unidireccional
térmicamente conductor entre dos pliegues de material preimpregnado
reforzado antes de ondular la hoja consolidada. La estructura
laminada 70 incluye el pliegue de refuerzo superior 72 y el pliegue
de refuerzo inferior 76 rodeando diversas fibras unidireccionales
termoconductoras 74.
La invención podrá comprenderse mejor
considerando el siguiente ejemplo no limitativo:
Una estructura alveolar con una configuración de
celdas hexagonales representada en la Fig. 2 se fabricó utilizando
el proceso de ondulación conjunta mostrado en la Fig. 1. Los
materiales de refuerzo y las fibras termoconductoras tenían las
especificaciones establecidas en la Tabla 1.
| Especificación de refuerzo | Valor |
| Tipo de fibra | |
| \hskip6mm Urdimbre | T300 1K |
| \hskip6mm Relleno | T300 1K |
| Construcción del tejido | Ligamiento tafetán |
| Conteo de hilos | |
| \hskip6mm Urdimbre (por pulgada) | 16 |
| \hskip6mm Relleno (por pulgada) | 16 |
| Peso superficial del tejido (Calc.) | |
| \hskip6mm (G/M^{2}) | 85 |
| \hskip6mm (OZ/YD^{2}) | 2,5) |
| Sistema de resina | F175 (Polimida) |
| Cinta unidireccional | Valor |
| Tipo de fibra | P120 |
| Conteo (por pulgada) | 8,5 |
| Peso superficial de la cinta (Calc.) | |
| \hskip6mm (G/M^{2}) | 110 |
| Sistema de resina | F584 (Epoxídica) |
| Concentración de fibras | 65% por peso |
Las fibras de carbono a base de poliacrilnitrilo
T300 se obtuvieron de Toray y se tejieron en un tejido de tafetán.
El tejido resultante fue impregnado con 35% por peso de resina de
polimida F175 utilizando técnicas muy conocidas. Igualmente, las
fibras de carbono a base de alquitrán P120 se obtuvieron de AMOCO y
se impregnaron unidireccionalmente en una cinta preimpregnada con
resina epoxídica F584 utilizando las técnicas de fabricación
habituales. La cinta unidireccional preimpregnada tenía un conteo
de fibras de aproximadamente 8,5 fibras por pulgada proporcionando
una concentración de 36,7% por peso de fibras termoconductoras en
la estructura acabada. Los dos materiales preimpregnados se
endurecieron parcialmente y luego se ondularon conjuntamente
utilizando el equipo disponible comercialmente para formar las hojas
laminadas onduladas mostradas en la Fig. 1. Las hojas laminadas
onduladas fueron después alineadas y, tras aplicar el adhesivo a
las superficies de contacto, se unieron endureciendo totalmente la
resina para producir una estructura alveolar como se muestra en la
Fig. 2. La estructura alveolar resultante tenía una conductividad
térmica significativamente superior en la dirección del espesor y
creó una estructura alveolar fabricada sin fibras termoconductoras.
Además, la resistencia de las estructuras alveolares fue casi
equivalente.
La presente invención no se limita a las
realizaciones particulares que se han descrito aquí detalladamente.
Las reivindicaciones adjuntas se consultarán para definir el campo
de aplicación y contenido de la presente invención.
Claims (17)
1. Una estructura alveolar no metálica de alta
conductividad térmica que incluye:
diversas paredes interconectadas que definen
diversas celdas alveolares interconectadas con una dirección
longitudinal que se extiende transversalmente con respecto a dichas
paredes y una dirección del espesor que se extiende paralela con
respecto a las paredes, incluyendo éstas:
al menos una capa de refuerzo con baja
conductividad térmica, incluyendo dicha capa de refuerzo diversas
fibras no metálicas con baja conductividad térmica y una matriz de
resina en la que las fibras de baja conductividad térmica están
impregnadas;
y al menos una capa termoconductora, incluyendo
ésta diversas fibras no metálicas con alta conductividad térmica y
una matriz de resina en la que las fibras de alta conductividad
térmica están impregnadas, estando orientadas dichas fibras en la
citada capa termoconductora para proporcionar conductancia térmica
controlada direccionalmente a través de la estructura alveolar.
2. Una estructura alveolar no metálica de alta
conductividad térmica de conformidad con la reivindicación 1 en la
que dichas fibras de alta conductividad térmica están orientadas
unidireccionalmente.
3. Una estructura alveolar no metálica de alta
conductividad térmica de conformidad con la reivindicación 1 en la
que las fibras de alta conductividad térmica están orientadas
unidireccionalmente en una dirección paralela a la dirección del
espesor de las paredes alveolares.
4. Una estructura alveolar no metálica de alta
conductividad térmica de conformidad con la reivindicación 1 en la
que las fibras de alta conductividad térmica están orientadas
unidireccionalmente en una dirección paralela a la dirección
longitudinal de las paredes alveolares.
5. Una estructura alveolar no metálica de alta
conductividad térmica de conformidad con la reivindicación 1 en la
que las paredes incluyen una capa termoconductora situada entre dos
capas de refuerzo.
6. Una estructura alveolar no metálica de alta
conductividad térmica según la reivindicación 1 en la que dichas
fibras no metálicas de baja conductividad térmica en la capa de
refuerzo se seleccionan del grupo que consta de fibras de vidrio,
fibras de cerámica y fibras de carbono a base de
poliacrilonitrilo.
7. Una estructura alveolar no metálica de alta
conductividad térmica de conformidad con la reivindicación 1 en la
que las fibras no metálicas de alta conductividad térmica en dicha
capa de conductancia térmica se seleccionan del grupo que consta de
fibras de carbono a base de alquitrán.
8. Un proceso para realizar una pared para
utilización en la formación de una estructura alveolar no metálica
de alta conductividad térmica en la que la estructura alveolar
incluye diversas paredes que se unen para definir diversas celdas
alveolares interconectadas que tienen una dirección longitudinal
que se extiende transversalmente con respecto a las paredes y una
dirección de espesor que se extiende paralela con respecto a las
paredes, realizándose dicha pared en las siguientes etapas:
proporcionar al menos una capa de refuerzo que
tenga baja conductividad térmica, incluyendo dicha capa de refuerzo
diversas fibras no metálicas con baja conductividad térmica y una
matriz de resina en la que se impregnan dichas fibras de baja
conductividad térmica;
proporcionar al menos una capa de conductancia
térmica, incluyendo dicha capa de conductancia térmica diversas
fibras no metálicas con alta conductividad térmica y una matriz de
resina en la que son impregnadas dichas fibras de alta
conductividad térmica, estando orientadas las citadas fibras de alta
conductividad térmica en la capa de conductancia térmica para
proporcionar conductancia térmica controlada direccionalmente a
través de la estructura alveolar; y
combinar al menos una capa de refuerzo con al
menos una capa de conductancia térmica para formar dicha pared.
9. Un proceso para realizar una pared para
utilización en la formación de una estructura alveolar no metálica
de alta conductividad térmica de conformidad con la reivindicación
8 en la que la etapa de combinar la capa de refuerzo y la capa de
conductancia térmica incluye la etapa de conformar la pared
resultante en una pared ondulada que tiene una sección transversal
casi sinusoidal.
10. Un proceso para realizar una pared para
utilización en la formación de una estructura alveolar no metálica
de alta conductividad térmica de conformidad con la reivindicación
8 que incluye la etapa adicional de combinar diversas paredes
conjuntamente para formar diversas paredes interconectadas que
definen la estructura alveolar.
11. Un proceso para realizar una pared para
utilización en la formación de una estructura alveolar no metálica
de alta conductividad térmica de conformidad con la reivindicación
9 que incluye la etapa adicional de combinar diversas paredes
onduladas conjuntamente para formar diversas paredes onduladas
interconectadas que definen la estructura alveolar.
12. Un proceso para realizar una pared para
utilización en la formación de una estructura alveolar no metálica
de alta conductividad térmica de conformidad con la reivindicación
8 en la que las fibras de alta conductividad térmica están
orientadas unidireccionalmente.
13. Un proceso para realizar una pared para el
uso en la formación de una estructura alveolar no metálica de alta
conductividad térmica de conformidad con la reivindicación 10 en la
que las fibras de alta conductividad térmica están orientadas
unidireccionalmente en una dirección paralela a la dirección del
espesor de la estructura alveolar.
14. Un proceso para realizar una pared para
utilización en la formación de una estructura alveolar no metálica
de alta conductividad térmica de conformidad con la reivindicación
10 en la que las fibras de alta conductividad térmica están
orientadas unidireccionalmente en una dirección paralela a la
dirección longitudinal de la estructura alveolar.
15. Un proceso para realizar una pared para
utilización en la formación de una estructura alveolar no metálica
de alta conductividad térmica de conformidad con la reivindicación
8 en la que las capas de refuerzo y las capas de conductancia
térmica están combinadas para formar una pared que incluye una capa
de conductancia térmica situada entre dos capas de refuerzo.
16. Un proceso para realizar una pared para
utilización en la formación de una estructura alveolar no metálica
de alta conductividad térmica de conformidad con la reivindicación
8 en la que las fibras no metálicas de baja conductividad térmica
en la capa de refuerzo se seleccionan del grupo que incluye fibras
de vidrio, fibras cerámicas y fibras de carbono a base de
poliacrilonitrilo.
17. Un proceso para realizar una pared para
utilización en la formación de una estructura alveolar no metálica
de alta conductividad térmica de conformidad con la reivindicación
8 en la que las fibras no metálicas de alta conductividad térmica
en la capa de conductancia térmica se seleccionan del grupo que
incluye fibras de carbono a base de alquitrán.
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