ES2264754T3 - Aparato de mecanizacion para la fabricacion de material compuesto. - Google Patents

Aparato de mecanizacion para la fabricacion de material compuesto.

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ES2264754T3
ES2264754T3 ES03077268T ES03077268T ES2264754T3 ES 2264754 T3 ES2264754 T3 ES 2264754T3 ES 03077268 T ES03077268 T ES 03077268T ES 03077268 T ES03077268 T ES 03077268T ES 2264754 T3 ES2264754 T3 ES 2264754T3
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Lisa B. Hanusiak
Jeffrey M. Parnell
Steven R. Spear
William M. Hanusiak
Charles R. Rowe
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Original Assignee
Atlantic Research Corp
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Abstract

Un aparato de mecanización de vacío (100) para un material compuesto, que comprende: a) un bastidor (81¿) dimensionado para rodear periféricamente dicho material compuesto, b) un par de émbolos (83) dimensionado para contactar las superficies superior e inferior del material compuesto, c) una bolsa flexible de encapsulamiento (65), que tiene una cavidad, uno de dichos émbolos posicionado en dicha cavidad, formando el otro de dichos émbolos una parte de dicho bastidor, d) láminas de encapsulamiento (85) unidas a dicho bastidor, formando dichas láminas de encapsulamiento y dicho bastidor otra cavidad que contiene dichos émbolos, dicha bolsa de encapsulamiento y dicho material compuesto, e) un primer puerto (87) de evacuación en comunicación con dicha cavidad a través de un pasillo en dicho bastidor, f) un segundo puerto (97) en comunicación con dicha otra cavidad, y g) en el que dicha cavidad puede ser evacuada y dicha otra cavidad puede ser presurizada para hacer que dicha bolsa de encapsulamiento contacte directamente y aplique presión sobre dicho émbolo para retener dicho material compuesto en su lugar durante la desgasificación en vacío del mismo.

Description

Aparato de mecanización para la fabricación de material compuesto.
Campo de la invención
La presente invención está dirigida a un aparato de mecanización para la fabricación de material compuesto y, más en particular, a un herramental que encapsula el material compuesto que va a ser fabricado y lo mantiene en su lugar durante las etapas del procedimiento de fabricación, tales como las de desgasificación y de consolidación.
Técnica anterior
En la técnica anterior, se conoce el hecho de consolidar materiales compuestos que comprenden capas de fibras y una matriz conjuntamente, mediante una primera desgasificación del material compuesto seguida de una consolidación. Estos tipos de materiales compuestos se muestran en la figura 1, en la que el material compuesto se ha designado mediante el número de referencia 10. El material compuesto 10 comprende una serie de fibras 1 dispuestas en capas, circundadas por una matriz 3.
Típicamente, las fibras 1 y la matriz 3 se mantienen sujetas entre sí con un adhesivo 5 que se dice típicamente que está en forma verde, véase la figura 2, número de referencia 20. Los adhesivos 5 son normalmente materiales orgánicos que han sido disueltos en un solvente. La forma verde 20 se dispone en una herramienta y se somete a vacío para eliminar cualquier humedad en la forma verde 20, así como el material orgánico del adhesivo 5. El proceso de desgasificación volatiliza el agua y los adhesivos mediante calentamiento de la forma verde hasta la temperatura de volatilización apropiada.
El documento US-A-5236646 divulga un aparato de mecanización en vacío para la preparación de materiales compuestos.
Uno de los problemas del herramental de la técnica anterior, a este respecto, es la incapacidad de permitir que el agua y los adhesivos volatilizados sean eliminados mientras se mantiene el material compuesto en su lugar, de modo que pueda ser posteriormente consolidado. En los aparatos de la técnica anterior, el material compuesto está sometido a cambios que desorganizan la orientación y la separación de los materiales de refuerzo en el mismo, por ejemplo, las fibras 1 en el material compuesto 10 de la figura 1. Con esta desorganización, el material compuesto consolidado tiene menos características de producto
deseables.
Como tal, se ha desarrollado una necesidad de proporcionar un aparato de mecanización mejorado que no sólo permita que sean eliminados el agua y los adhesivos, sino que también mantenga la forma verde en su lugar durante la desgasificación y la consolidación.
En respuesta a esta necesidad, la presente invención proporciona un aparato de mecanización que supera las deficiencias de los aparatos de la técnica anterior discutidas anteriormente. Esto es, de acuerdo con la invención, el aparato de mecanización de la invención incluye características que no sólo permiten que se produzca la desgasificación, sino que también mantiene el material compuesto en su lugar de modo que el material compuesto pueda ser sometido tanto a desgasificación como a consolidación.
Sumario de la invención
En consecuencia, es un primer objeto de la presente invención proporcionar un aparato de mecanización para la fabricación de materiales compuestos o en
capas.
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un aparato de mecanización que encapsule el material compuesto que ha de ser desgasificado y consolidado con la utilización de medios para aplicar presión al material compuesto durante la desgasificación y la consolidación.
Todavía otro objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de mecanización que facilite la evacuación de la cavidad del aparato de mecanización durante la desgasificación.
Todavía otro objeto más de la presente invención es proporcionar un aparato que utilice presión atmosférica como medio de carga en combinación con una evacuación para mantener o asegurar que se desgasifica un material compuesto y posteriormente se
consolida.
Otros objetos y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la descripción que sigue de la misma.
En conformidad con los objetos y ventajas que anteceden, la presente invención proporciona, en su sentido más amplio, un aparato de mecanización de vacío de acuerdo con la reivindicación 1, que utiliza una bolsa flexible, hecha la bolsa flexible de un material metálico que tiene un bajo contenido de gas intersticial. La bolsa forma una cavidad que está dimensionada para recibir un material compuesto que contiene material orgánico, la cual va a ser sometida a desgasificación y consolidación. La bolsa tiene un espesor y una flexibilidad que permiten que la presión atmosférica retenga el material compuesto en su lugar cuando la cavidad se somete a vacío. El aparato de mecanización incluye también al menos un puerto de evacuación en la bolsa para permitir la evacuación de la cavidad. La bolsa se sella a lo largo de su periferia salvo en lo que se refiere a uno o más puertos de
evacuación.
El puerto de evacuación comprende una conducción que está sujeta a la bolsa flexible.
El puerto de evacuación puede comprender una abertura en la bolsa, incluyendo la abertura medios para conectar la abertura a una fuente de vacío. Con esta realización, se proporciona también un conector rápido que facilita la conexión del interior de la bolsa con la fuente de vacío.
La cavidad que recibe el material compuesto para evacuación está formada por un bastidor, émbolos, una bolsa de encapsulamiento y uno o más puertos de evacuación. El bastidor rodea el material compuesto que va a ser desgasificado y consolidado. Los émbolos proporcionan una fuerza/restricción de carga en las partes superior en inferior del material compuesto. La bolsa de encapsulamiento en combinación con el bastidor forma la cavidad que encierra tanto el material compuesto como los émbolos de evacuación. Los puertos de evacuación pueden ser hechos parte del bastidor para evacuar la cavidad. El bastidor también puede incluir uno o más espaciadores, generalmente en la configuración de un bastidor de imagen que proporcione ajuste de espesor para que el aparato de mecanización acomode los espesores de los émbolos así como los espesores verde y final del material compuesto que está siendo
fabricado.
El aparato de mecanización descrito anteriormente se usa en combinación con otra bolsa de encapsulamiento. En esta realización, uno de los émbolos está contenido en una bolsa de encapsulamiento que está a continuación conectada a una fuente de vacío a través de puertos de evacuación. La cavidad que está evacuada está presurizada, la presión en esta cavidad en combinación con el émbolo encerrado en la bolsa de encapsulamiento evacuada para retener el material compuesto en su lugar durante la desgasificación y la consolidación.
Breve descripción de los dibujos
Ahora se hace referencia a los dibujos de la invención, en los que:
La figura 1 es una vista en sección de un material compuesto adaptable para su uso en el aparato de mecanización de la presente invención;
La figura 2 es una vista en sección de una forma verde del material compuesto de la figura 1;
La figura 8 es una vista en sección de una cuarta realización del aparato de mecanización de la invención.
Descripción de las realizaciones preferidas
En su sentido más amplio, el aparato de mecanización de la invención proporciona una forma de mantener un material compuesto en su lugar durante la desgasificación y posterior consolidación. Se forma un vacío en un espacio que rodea al material compuesto de modo que la presión atmosférica, una presión gaseosa aplicada, una carga mecánica, o una combinación de las mismas, aplicada al material compuesto, lo mantiene en su lugar. La presión procedente de la atmósfera, de la presión gaseosa aplicada o de la carga mecánica mantiene el material compuesto en su lugar durante la desgasificación y posterior consolidación. De este modo, se evita cualquier movimiento de los componentes del material compuesto alineados de manera precisa tanto durante la desgasificación como durante la consolidación, produciendo con ello un material compuesto de alta calidad.
Se debe entender que el material compuesto que es adaptable para su uso con el aparato de mecanización de la invención puede ser cualquier material compuesto conocido que se somete a desgasificación y consolidación. Típicamente, estos materiales compuestos incluyen un material de refuerzo que podría ser cualquiera de entre una fibra, filamento cerámico, polvo o similares. Los materiales de refuerzo podrían incluir carbono, carburo de silicio, boro, alúmina, grafito, nitruro de silicio. En general, los materiales de refuerzo se combinan con una matriz que podrá ser metálica o no metálica. Ejemplos típicos de materiales para matrices incluyen las aleaciones de aluminio, magnesio, titanio o similares. Se debe entender que el aparato de mecanización de la invención no está limitado a ningún tipo específico de material compuesto.
Las técnicas utilizadas para desgasificar o consolidar el material compuesto cuando se dispone en el aparato de mecanización de la invención, son también convencionales en el estado de la técnica, y no requieren ninguna descripción adicional para la comprensión de la invención. Cualquier tipo convencional de procedimiento de desgasificación y/o consolidación puede ser utilizado con el aparato de mecanización de la invención.
Para esta aplicación, "un material de bajo contenido de gas intersticial" es uno que tiene menos de 2,000 ppm total de gas reactivo en él. Típicamente, estos gases reactivos incluyen gases que contienen carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno o gases que contienen hidrógeno. El material del aparato de mecanización de la invención debería ser un material de bajo contenido de gas intersticial de modo que cuando se somete a vacío, el material compuesto no se ve adversamente afectado por ningún gas contenido en la bolsa o material del tubo.
Típicamente, las bolsas de encapsulamiento varían de 0,051 mm a 1,52 mm de espesor, más preferiblemente, de 0,13 mm a 0,76 mm. En una realización preferida, la bolsa de encapsulamiento está soldada al vacío alrededor de su borde, salvo en el lugar donde se sujeta el tubo de evacuación. Con anterioridad a la soldadura del tubo de evacuación en la bolsa, el tubo está aplanado por un extremo del mismo, de modo que la porción de tubo que está en el interior de la bolsa no causará que la bolsa se desgarre durante el procedimiento posterior.
Preferiblemente, la bolsa de encapsulamiento debería tener las siguientes características:
1. suficiente ductilidad a temperatura ambiente para conformar el artículo que se esté fabricando,
2. estar disponible con un bajo contenido de gas intersticial,
3. ser susceptible de ser soldada sobre sí misma y con el material del tubo de desgasificación,
4. no deberá contaminar a, ni formar aleación con, el material del producto,
5. estar disponible en una gama de espesores apropiada (0,051 mm a 1,52 mm), y
6. ser capaz de aguantar la temperatura de procesamiento del producto sin desgarrarse ni agrietarse.
Los requisitos del material del tubo de evacuación son los siguientes:
1. suficiente ductilidad a temperatura ambiente para ser aplanado sin roturas,
2. estar disponible con un bajo contenido de gas intersticial,
3. ser susceptible de ser soldado consigo mismo y con el material de la bolsa,
4. ser susceptible de poder ser trabajado mecánicamente, por ejemplo plegado en caliente o en frío para formar una unión de difusión consigo mismo, y
5. ser capaz de resistir las temperaturas de procesamiento del producto sin desgarrarse ni agrietarse.
Típicamente, el tubo de evacuación se suelda a una pieza de material de bolsa, seguido del centrado del material compuesto sobre esa pieza. La segunda pieza de material de bolsa se suelda a continuación a la primera pieza y al tubo de evacuación. La bolsa de encapsulamiento, cuando se ha soldado, debe ser hermética a las fugas de helio para que la herramienta trabaje apropiadamente.
Una vez que la bolsa de encapsulamiento y el tubo de evacuación han sido conformados con hermeticidad a las fugas de helio, formando la bolsa de evacuación una cavidad para el material compuesto, el material compuesto se somete a desgasificación con el fin de extraer cualquier adhesivo, humedad o similar desde el mismo. Cuando se evacua la bolsa de encapsulamiento, la presión atmosférica sobre la bolsa de encapsulamiento provoca que la bolsa se conforme alrededor del material compuesto, fijándolo con ello en su lugar. En consecuencia, el material compuesto es retenido, sin que pueda ocurrir ningún cambio en sus componentes durante la etapa de
desgasificación.
Aunque se ha descrito la soldadura como un medio para conformar la cavidad para el material compuesto, se puede utilizar cualquier medio conocido para hacer que la cavidad sea hermética a las fugas, para la recepción del material compuesto.
Con referencia ahora a la figura 8, la realización de la invención está generalmente designada por el número de referencia 100. En este aparato, el material compuesto 33 está situado de nuevo entre el bastidor 81' y los émbolos 83. En esta realización, se dispone una segunda bolsa 95 de encapsulamiento en el bastidor 81' de modo que encierra el émbolo 83. El bastidor 81' tiene un pasillo 89' que conecta la cavidad formada por la bolsa 95 de encapsulamiento con el tubo 87 de vacío.
La bolsa exterior 85 está soldada sobre la bolsa interior 95 y tiene puertos 97 que permiten la evacuación o la presurización del volumen 9 entre las bolsas 85 de 95.
La bolsa interior 95 también debe cumplir los requisitos del material de bolsa como se resumió anteriormente. La bolsa exterior debería cumplir los requerimientos de la bolsa especificados anteriormente, siendo tanto las bolsas interior como exterior herméticas a las fugas de helio. En esta realización, debería haber un espacio entre las bolsas interior y exterior ya que el volumen 99 es presurizado a presión atmosférica con gas inerte durante la desgasificación. Esta presurización ayuda a mantener el material compuesto 33 en su lugar durante la desgasificación junto con el émbolo 83 y la bolsa de evacuación 95.
Como tal, la invención ha sido descrita en términos de realizaciones preferidas de la misma, que cumplen todos y cada uno de los objetos de la presente invención según se han definido en lo que antecede, y que proporciona un nuevo y mejorado aparato de mecanización para la desgasificación y consolidación de materiales compuestos.
Por supuesto, los expertos en la materia podrán contemplar diversos cambios, modificaciones y alteraciones de las enseñanzas de la presente invención sin apartarse del alcance de la misma. En consecuencia, se entiende que la presente invención solamente está limitada por los términos de las reivindicaciones anexas.

Claims (3)

1. Un aparato de mecanización de vacío (100) para un material compuesto, que comprende:
a) un bastidor (81') dimensionado para rodear periféricamente dicho material compuesto,
b) un par de émbolos (83) dimensionado para contactar las superficies superior e inferior del material compuesto,
c) una bolsa flexible de encapsulamiento (65), que tiene una cavidad, uno de dichos émbolos posicionado en dicha cavidad, formando el otro de dichos émbolos una parte de dicho bastidor,
d) láminas de encapsulamiento (85) unidas a dicho bastidor, formando dichas láminas de encapsulamiento y dicho bastidor otra cavidad que contiene dichos émbolos, dicha bolsa de encapsulamiento y dicho material compuesto,
e) un primer puerto (87) de evacuación en comunicación con dicha cavidad a través de un pasillo en dicho bastidor,
f) un segundo puerto (97) en comunicación con dicha otra cavidad, y
g) en el que dicha cavidad puede ser evacuada y dicha otra cavidad puede ser presurizada para hacer que dicha bolsa de encapsulamiento contacte directamente y aplique presión sobre dicho émbolo para retener dicho material compuesto en su lugar durante la desgasificación en vacío del mismo.
2. El aparato de mecanización (30) de la reivindicación 1, en el que dicho primer puerto de evacuación (87) es un sistema de tubos conectado a un pasillo (89') de dicho bastidor que está en comunicación con dicha cavidad.
3. El aparato de mecanización (100) de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente al menos un espaciador (93) posicionado entre dicho bastidor (81') y una respectiva lámina (85) de encapsulamiento, formando dicho espaciador, dicho bastidor y dichas láminas de encapsulamiento dicha otra cavidad.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6589472B1 (en) 2000-09-15 2003-07-08 Lockheed Martin Corporation Method of molding using a thermoplastic conformal mandrel
JP4485042B2 (ja) * 2000-10-30 2010-06-16 エーユー オプトロニクス コーポレイション ギャップ幅調整方法、ギャップ幅調整装置および表示パネルの製造方法
US20070117703A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-24 Sealed Air Corporation Machine and method for converting a web of material into dunnage
ES2698557T3 (es) 2011-07-08 2019-02-05 Xtek Ltd Aparato para la consolidación de artículos de material compuesto
CN106965461B (zh) * 2017-03-16 2019-04-19 北京清源中科环保科技有限公司 真空成型设备

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB399578A (en) * 1931-08-17 1933-10-12 Albert Schueckher Method and apparatus for veneering
US2636539A (en) * 1949-03-11 1953-04-28 Glenn L Martin Co Metal molding bag
US3072225A (en) * 1955-10-17 1963-01-08 Solar Aircraft Co Honeycomb sandwich structure
US3307999A (en) * 1963-10-14 1967-03-07 Libbey Owens Ford Glass Co Apparatus for producing a laminated assembly
US3936277A (en) * 1970-04-09 1976-02-03 Mcdonnell Douglas Corporation Aluminum alloy-boron fiber composite
GB1460449A (en) * 1973-02-22 1977-01-06 Secr Defence Moulding apparatus
GB1479312A (en) * 1974-01-17 1977-07-13 Uddeholms Ab Method of forging alloy powders
DE2518174A1 (de) * 1975-04-24 1976-11-04 Willy Hoertel Mehrschichtenverbundplatte sowie verfahren und vorrichtung zu deren herstellung
US4062917A (en) * 1976-11-05 1977-12-13 Burlington Industries, Inc. Method of molding resin-impregnated fabric layer using release sheet and absorbent sheet inside evacuated bag
US4174241A (en) * 1978-07-21 1979-11-13 Ppg Industries, Inc. Simultaneously laminating and press polishing plastic laminated transparencies
US4314013A (en) * 1979-04-04 1982-02-02 Xerox Corporation Particle formation by double encapsulation
US4504341A (en) * 1982-09-20 1985-03-12 Ppg Industries, Inc. Fabricating shaped laminated transparencies
US4492607A (en) * 1983-02-22 1985-01-08 Rockwell International Corporation Method for producing integrally stiffened fiber reinforced plastic panels
US4517147A (en) * 1984-02-03 1985-05-14 Weyerhaeuser Company Pressing process for composite wood panels
US4681718A (en) * 1984-05-09 1987-07-21 Hughes Aircraft Company Method of fabricating composite or encapsulated articles
US5123985A (en) * 1986-09-02 1992-06-23 Patricia Evans Vacuum bagging apparatus and method including a thermoplastic elastomer film vacuum bag
US5089328A (en) * 1988-02-26 1992-02-18 Van Dresser Corporation Panel and method of making the same
US4886442A (en) * 1988-05-26 1989-12-12 The Boeing Company Vacuum bag tooling apparatus with inflatable seal
US4975311A (en) * 1988-12-20 1990-12-04 Itt Corporation Vacuum lamination station
US5096518A (en) * 1989-02-22 1992-03-17 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Method for encapsulating material to be processed by hot or warm isostatic pressing
JPH0394002A (ja) * 1989-02-22 1991-04-18 Kobe Steel Ltd 温間ないし熱間静水圧加圧法におけるカプセルの製作方法およびその装置
US5484277A (en) * 1989-12-26 1996-01-16 Mcdonnell Douglas Corporation Mandreless molding system
JP2528373B2 (ja) * 1990-03-27 1996-08-28 山陽特殊製鋼株式会社 板状材料の製造方法
US5425494A (en) * 1990-06-07 1995-06-20 Alliedsignal Inc. Method for forming infiltrated fiber-reinforced metallic and intermetallic alloy matrix composites
US5260137A (en) * 1990-06-07 1993-11-09 Avco Corporation Infiltrated fiber-reinforced metallic and intermetallic alloy matrix composites
JP3099829B2 (ja) * 1990-08-08 2000-10-16 株式会社神戸製鋼所 等方圧加圧処理用カプセルの製作方法
US5337940A (en) * 1990-12-11 1994-08-16 Woods Harlan L Composite preform and method of manufacturing fiber reinforced composite
US5236646A (en) * 1991-02-28 1993-08-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Process for preparing thermoplastic composites
US5225015A (en) * 1991-04-15 1993-07-06 Corning Incorporated Method for making stiffened ceramic matrix composite panel
GB2261627B (en) * 1991-11-20 1995-07-12 Glaverbel Degassing apparatus
US5266249A (en) * 1992-01-02 1993-11-30 Fusion Composites, Inc. Method of forming a fiber reinforced plastic structure
JP2976717B2 (ja) * 1992-09-29 1999-11-10 株式会社村田製作所 積層セラミック電子部品の製造方法
US5298102A (en) * 1993-01-08 1994-03-29 Sorbilite Inc. Expanding pressure chamber for bonding skins to flat and shaped articles
US5316462A (en) * 1993-02-18 1994-05-31 William Seemann Unitary vacuum bag for forming fiber reinforced composite articles
US5447668A (en) * 1993-10-04 1995-09-05 Rockwell International Corporation Method and apparatus for eliminating fiber distortions and separations in metal matrix materials

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Publication number Publication date
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KR19980042640A (ko) 1998-08-17
US6077066A (en) 2000-06-20
EP1386679B1 (en) 2006-05-10
ES2261872T3 (es) 2006-11-16
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DE69735861D1 (de) 2006-06-14
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ES2239296T3 (es) 2005-09-16
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JP2008179152A (ja) 2008-08-07
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DE69732869T2 (de) 2006-03-16
DE69725540D1 (de) 2003-11-20

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