ES2267367B1 - Procedimiento y util para el encintado de moldes de piezas curvas. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento y útil para el encintado de moldes
de piezas curvas, comprendiendo el procedimiento la aplicación de
una cinta (15) de anchura A2 sobre el molde (3) en varias pasadas
sucesivas ejerciendo presión sobre ella para que se adapte a la
curvatura de la pieza y siendo el número de pasadas el mínimo
necesario para que el ancho A2 de la cinta (15) permita lograr tal
adaptación y comprendiendo el útil un tambor (23) para la
aplicación de la cinta (15), un medio de sujeción de su extremo al
molde (3) al inicio de cada pasada, un rodillo cónico (25), para
ejercer presión sobre la cinta (15) de manera uniforme en toda su
anchura y unos medios (26, 29) para su desplazamiento por una guías
laterales (27, 28) situadas sobre el molde (3) paralelamente a las
líneas curvas (5, 7) que delimitan la pieza.
Description
Procedimiento y útil para el encintado de moldes
de piezas curvas.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y un útil para el encintado de moldes de piezas
curvas utilizadas en la industria aeronáutica.
El encintado es un proceso consistente en la
colocación de capas de material compuesto reforzado en forma de
cintas sobre un molde. Un ejemplo de material compuesto muy
utilizado en la industria aeronáutica es el preimpregnado, mezcla
de refuerzo fibroso y matriz polimérica empleado para fabricar
materiales compuestos de forma que se puede almacenar para un uso
posterior.
Se puede presentar en forma de hoja, cinta,
estopa o tela. Para las matrices termoendurecibles la resina
generalmente se cura parcialmente o se lleva mediante otro proceso
a una viscosidad controlada, llamada B-etapa. Los
añadidos tales como catalizadores, inhibidores y retardadores de la
llama se pueden agregar para obtener características específicas en
el uso final y para mejorar el proceso, el almacenaje y las
características de la manipulación.
En este proceso, las cintas no se colocan
aleatoriamente sino que, en general, se colocan o depositan en
ciertas direcciones, en concreto a 0º, 90º, 45º y -45º. El número
de capas (espesor) y la disposición de las cintas en unas
direcciones u otras se determinan en función de la naturaleza y la
magnitud de los esfuerzos que vaya a soportar la pieza en cada
punto.
Existen dos tipos de encintado: en plano y en
curvo, en función de que la superficie sobre la que se encinta sea
plana o curva respectivamente.
El proceso de encintado se puede realizar
manualmente o automáticamente. Las máquinas que realizan el
encintado son, básicamente, de dos tipos:
- Máquinas encintadoras: encintan sobre
superficies planas o ligeramente curvadas.
- Máquinas posicionadoras de fibra: encintan
sobre superficies con gran curvatura sobre las cuales no pueden
encintar las máquinas encintadoras.
Los criterios que determinan que una pieza se
encinte manualmente o automáticamente son principalmente dos: el
material utilizado y las dimensiones de la pieza.
Un material utilizado entre otros para encintar
es el preimpregnado. Este material es pegajoso y su manipulación no
es sencilla. Adaptar de forma manual la cinta de preimpregnado a
una línea recta contenida en un plano no es muy complejo, sin
embargo adaptar tal cinta a una curva es muy complejo ya que este
material no se deforma por sí solo con lo que el operario debe
mantener constantemente presionada la cinta para que ésta se
deforme y se adapte a la curva deseada, con la dificultad añadida
de que la cinta es pegajosa. Además si el número de cintas a
posicionar es muy elevado, la complejidad crece de forma
ostensible.
ostensible.
La presente invención surge a partir de la
necesidad de encintar una pieza del nuevo avión de Airbus A380 que
es una elipse desarrollada en plano, resultado de la sección en el
espacio de un cilindro con un plano inclinado.
En un ensayo de fabricabilidad se observó que el
encintado manual de este molde era muy complejo, dada la geometría
de la curva a encintar y el elevado número de capas a
posicionar.
También se llevó a cabo el encintado con una
máquina encintadora. En estos casos, dado el tamaño del molde, se
encinta primero en una zona mayor y a continuación se procede a una
operación de corte para definir la curva en cuestión. Este proceso
no es rentable ya que no se está utilizando la máquina de forma
óptima.
La presente invención pretende superar las
dificultades mencionadas para el encintando manual de la pieza
mencionada y la no-rentabilidad del uso de máquinas
encintadoras o posicionadoras de fibra.
La presente invención propone un procedimiento y
un útil que resuelven satisfactoriamente los problemas mencionados
anteriormente, especialmente para el caso de las piezas de gran
tamaño que son necesarias en la industria aeronáutica.
El problema básico que se plantea cuando se
intenta encintar un molde plano para conformar una pieza curva de
cierto ancho con una sola cinta es que ésta no sigue de forma
precisa la geometría de la curva si el material de la cinta no se
deforma por sí solo, como sucede en el caso de la cinta
preimpregnada que es deseable utilizar.
Para resolver ese problema la presente invención
propone un procedimiento que consiste en aplicar la cinta en varias
pasadas sucesivas de una anchura tal que, ejerciendo presión sobre
ella, se adapte a la curvatura de la pieza a conformar y siendo el
número de pasadas el mínimo necesario para lograr tal adaptación,
quedando unidas las cintas aplicadas en cada pasada.
Dicho en otras palabras, se divide la zona a
encintar en diferentes regiones con un ancho que permita colocar
correctamente la cinta siguiendo la geometría de la curva. Este
ancho se determina mediante los ensayos apropiados en función de la
curvatura y del ancho total de la zona a encintar, teniendo en
cuenta que es necesario ejercer una presión sobre el material para
que se deforme y pueda adaptarse a la geometría de la curva.
La presente invención también propone un útil
para llevar a cabo el procedimiento mencionado que comprende los
siguientes elementos básicos:
- Un tambor para la aplicación de la cinta, con
tantas posiciones de colocación de la misma como pasadas haya que
dar para encintar la totalidad de la zona.
- Un medio de sujeción del extremo de la cinta
al molde al inicio de cada pasada.
- Un rodillo cónico para ejercer presión sobre
la cinta una vez aplicada sobre el molde de manera uniforme en toda
su anchura;
- Unos medios para su desplazamiento por una
guías laterales situadas sobre el molde paralelamente a las líneas
curvas que delimitan la pieza.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de
una realización ilustrativa de su objeto en relación con las
figuras que se acompañan.
La Figura 1 muestra las características
geométricas de la zona a encintar.
La Figura 2 ilustra la problemática que se
resuelve mediante la presente invención.
La Figura 3 ilustra el procedimiento de
encintado según la presente invención.
La Figura 4 muestra el útil de encintar según la
presente invención.
El procedimiento y el útil objeto de la presente
invención se aplican al encintado sobre el molde 3 de una zona
delimitada por las líneas curvas 5 y 7 para conformar una pieza
utilizada en la estructura de una aeronave.
Como las figuras no representan esa zona
respetando la escala para una mejor comprensión de la invención,
indicaremos que, en un ejemplo concreto de realización, los valores
de las dimensiones L y H fueron 2240 mm y 170 mm, al efecto de
ilustrar sus características geométricas.
Como se muestra en la Figura 2, la utilización
de una cinta 11 de ancho W provocaría dobleces 13 indeseables al
tratar de adaptarse a su curvatura.
Según la invención, y como se muestra en la
Figura 3, se aplica una cinta 15 de ancho A2 en varias pasadas
sucesivas.
El ancho máximo de la cinta 15 se determina en
función de la curvatura de la zona 3 de manera que la cinta se
pueda colocar, ejerciendo siempre una presión sobre el material
para que se deforme, siguiendo la curva. En función de este ancho
máximo se definirá el número de pasadas necesario para encintar toda
la zona que determinará finalmente el ancho A2 de la cinta 15 para
recubrir la totalidad de la zona 3 de ancho A1.
La cinta 15 puede incluir un elemento protector
que debe retirarse en el momento de su aplicación sobre el
molde.
Siguiendo la figura 4 se aprecia que el útil
propuesto por la invención comprende un tambor 23 para la
aplicación de la cinta y un rodillo cónico 25 para ejercer presión
sobre ella. El útil se desplaza sobre unas ruedas 26 sobre unas
guías laterales 27, 28 situadas sobre el molde paralelamente a las
líneas curvas 5, 7 (que en la figura 4 se representan como rectas
por el carácter esquemático de la figura) que delimitan la pieza.
El desplazamiento del útil se lleva a cabo manualmente accionando
el tirador 29.
La cinta 15 se enrolla en el tambor 23
suministrador de cinta, que incluye un embrague de fricción para
mantener en todo momento la tensión de la cinta.
El tambor suministrador 23 tiene tres posiciones
31, 33, 35 de colocación del rollo de cinta 15 para su aplicación en
las zonas 37, 39, 41 en cada una de las tres pasadas.
El tambor 23 está unido rígidamente al rodillo
de presión 25 y permanece flotante, a una pequeña distancia del
suelo, para que no interfiera a la hora de hacer presión sobre la
cinta 15.
El rodillo de presión 25 es cónico de tal forma
que al avanzar por la curva interior 7 y la exterior 5 presione
uniformemente en todo el ancho de la cinta. El rodillo 25 tres
zonas de apoyo en correspondencia con las posiciones 31, 33 y 35
del tambor 23 y asegura que en cada pasada la unión de las cinta que
se deposita coincide con la que se ha depositado en la
pasada
previa.
previa.
El útil incluye un elemento (no representando)
para sujetar, en cada pasada, el extremo de la cinta al molde para
facilitar su colocación.
En el caso de que se utilice cinta con un
protector, el útil dispondrá de un elemento para facilitar su
retirada.
En la realización preferente que acabamos de
describir pueden introducirse aquellas modificaciones comprendidas
dentro del alcance definido por las siguientes
reivindicaciones.
Claims (6)
1. Procedimiento para aplicar un material
compuesto no deformable por sí solo en forma de cinta sobre un
molde plano (3) para conformar una pieza de anchura Al delimitada
por dos líneas curvas paralelas (5, 7), caracterizado porque
consiste en aplicar una cinta (15) de anchura A2 sobre el molde (3)
en varias pasadas sucesivas de manera que cada cinta quede unida
lateralmente con la de la pasada anterior, ejerciendo presión sobre
la cinta (15) para que se adapte a la curvatura de la pieza y
siendo el número de pasadas el mínimo necesario para que el ancho
A2 de la cinta (15) permita lograr tal adaptación.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la cinta (15) incluye un elemento
protector que se retira en el momento de su aplicación sobre el
molde (3).
3. Útil para llevar a cabo el procedimiento de
las reivindicaciones 1-2, caracterizado
porque comprende:
a) un tambor (23) para la aplicación de la cinta
(15), con tantas posiciones (31, 33, 35) de colocación de la misma
como pasadas haya que dar para encintar el molde (3);
b) un medio de sujeción del extremo de la cinta
(15) al molde (3) al inicio de cada pasada;
c) un rodillo cónico (25), para ejercer presión
sobre la cinta (15), una vez aplicada sobre el molde (3), de
manera uniforme en toda su anchura; y
d) unos medios (26, 29) para su desplazamiento
por una guías laterales (27, 28) situadas sobre el molde (3)
paralelamente a las líneas curvas (5, 7) que delimitan la
pieza.
4. Útil según la reivindicación 3,
caracterizado porque el tambor (23) de aplicación de la
cinta (15) incluye un embrague de fricción para mantener la tensión
de la cinta (15).
5. Útil según la reivindicación 3,
caracterizado porque incluye medios para retirar el
protector de la cinta (15).
6. Útil según la reivindicación 3,
caracterizado porque el tambor (23) de aplicación de la
cinta está unido rígidamente al rodillo de presión (25) y dispuesto
a una pequeña distancia de la superficie del molde (3) para
facilitar la actuación del rodillo de presión (25).
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