ES2290690T3 - Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de piezas preformadas acuñadas tridimensionalmente, asi como pieza preformada. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de piezas preformadas acuñadas tridimensionalmente de material de fibra usando un molde, que comprende un molde inferior, cuya parte interior determina el contorno de la parte inferior de la pieza preformada, y al menos un molde superior, cuya parte interior determina el contorno de la parte superior de la pieza preformada, presentando el molde inferior y/o el molde superior orificios para que fluya aire a través de ellos, caracterizado por los siguientes pasos: - Introducción por soplado de fibras por medio de una corriente de aire en el espacio intermedio entre el molde inferior (10) y un molde superior auxiliar (9) temporal; - Acumulación de fibras en las partes interiores del molde inferior (10) y del molde superior auxiliar (9) temporal hasta que el molde esté lleno, conformándose gracias a ello una pieza en bruto (15) hecha de material de fibra; - Separación del molde superior auxiliar (9) temporal; - Colocación del molde superior (11), gracias a lo cual se compacta la pieza en bruto (15), y - Unión de las fibras por medio de un aglutinante mezclado, gracias a lo cual se solidifica la pieza en bruto (15) para formar la pieza preformada (17).
Description
Procedimiento y dispositivo para la fabricación
de piezas preformadas acuñadas tridimensionalmente, así como pieza
preformada.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y un dispositivo para la fabricación de piezas
preformadas acuñadas tridimensionalmente de material de fibra
usando un molde, que comprende un molde inferior, cuya parte
interior determina el contorno de la parte inferior de la pieza
preformada, y al menos un molde superior, cuya parte interior
determina el contorno de la parte superior de la pieza preformada,
presentando el molde inferior y/o el molde superior orificios para
que fluya aire a través de ellos. La invención se refiere también a
la propia pieza preformada.
Las piezas preformadas acuñadas
tridimensionalmente de material de fibra se emplean, en particular,
en la industria del automóvil. Estas piezas preformadas sirven para
el aislamiento acústico. De este modo, por ejemplo, se usan como
revestimientos de puertas, bandejas traseras y como revestimiento
interior del techo del vehículo. Del mismo modo, el suelo y las
paredes de unión entre el habitáculo y el maletero, así como entre
el habitáculo y el espacio del motor se revisten de piezas
preformadas que realicen un aislamiento acústico. En este caso se
han de emplear piezas de una pieza con la mayor superficie posible.
Las chapas de la carrocería en el vehículo, desde el punto de vista
de la rigidez, y desde el punto de vista del ahorro de material,
están fuertemente deformadas, y de un modo irregular. Presentan
alojamientos para componentes adicionales del vehículo y pasos, por
ejemplo para canales de cables o para la columna de dirección. Las
piezas preformadas usadas para el aislamiento acústico se han de
ajustar a estar partes de la carrocería conformadas fuertemente
tridimensionalmente.
Las piezas preformadas acuñadas
tridimensionalmente para al aislamiento acústico, las denominadas
piezas acústicas, con un grosor no uniforme, se pueden fabricar hoy
en día a partir de espuma de PU. Ésta, sin embargo, es relativamente
cara, ya que se fabrica sobre una base de petróleo crudo. Además,
la espuma de PU es difícil de reciclar. Al quemarse, emite vapores
tóxicos.
Las piezas preformadas hechas de estera de fibra
convencional, que se producen por medio de laminado de materiales
de fibra, son adecuadas sólo de un modo muy condicionado. Las
esteras de fibra se pueden usar, en concreto, sólo para piezas
conformadas de modo débil. En caso de una conformación más fuerte,
las esteras se desgarran. Además, como consecuencia del
procedimiento de laminado, no presentan una distribución de densidad
uniforme. Debido a ello, habitualmente no se corresponden con los
requerimientos geométricos y acústicos que se imponen a este tipo
de piezas preformadas especiales.
En el estado de la técnica se conocen
adicionalmente piezas de napa conformadas tridimensionalmente que
están formadas por una mezcla de fibras o de fibras y una sustancia
aglutinante añadida. Estas piezas de napa se fabrican por medio del
proceso de moldeo en caliente. Una mezcla de fibras pasa lentamente
desde arriba a un molde inferior, de manera que las fibras se
acumulan en el molde inferior. Este flocado del molde inferior
sucede a través de un canal de basculación móvil que puede ser
movido por encima del molde inferior. Después de llenar el molde
inferior se coloca un molde superior sobre el molde inferior, de
manera que se aprietan las fibras que se habían colocado en capas
sueltas. A continuación, por el molde formado por el molde inferior
y el molde superior se hace fluir aire caliente, de manera que las
fibras se funden entre ellas y se origina una pieza preformada.
Representa una desventaja en este procedimiento el hecho de que no
se pueda realizar de modo exacto un flocado parcial, y con ello, en
particular, no sea posible una elevación local de la densidad.
Puesto que la densidad de la pieza preformada final sólo se
determina por medio de las fibras acumuladas en una región local,
sólo se puede variar en el marco de la acumulación posible por medio
de la gravedad la densidad en la pieza preformada. Del mismo modo,
sólo es posible de un modo complicado reducir el peso de toda la
pieza preformada por medio del hecho de que determinadas regiones,
no críticas desde el punto de vista acústico, presenten una
densidad menor. La reducción del peso total, sin embargo, es algo
muy importante en la construcción de vehículos. Puesto que el
flocado del molde inferior se realiza únicamente según las leyes de
la gravitación, haciendo que las fibras, en concreto, se
entremezclen en el molde, resulta un tiempo de ciclo elevado para
la fabricación de una pieza preformada de este tipo. Como
consecuencia de los caros tiempos de utilización de la máquina, los
costes de la pieza preformada, debido a ello, son bastante
elevados.
La publicación para información de solicitud de
patente DE 23 18 501.5 da a conocer un dispositivo para la
fabricación de preformas de fibras. Se colocan fibras difíciles de
despedazar contra la superficie interior de un molde a modo de
criba que rota horizontalmente. El suministro se realiza a través de
un tubo que se puede mover horizontalmente. Las fibras acumuladas
en el molde se comprimen a continuación por medio de un vacío
exterior, que rodea la superficie exterior del molde, contra el
molde. A continuación, las fibras son recubiertas con un aerosol de
aglutinante de resina sintética, que se endurece con el calor. Por
el molde llenado de fibras se puede hacer pasar aire caliente, de
manera que la preforma se endurezca.
El documento DE 35 41 073 A1 describe un
procedimiento y un dispositivo para la fabricación de un material
de salida para la conformación de una pieza reforzada por fibras.
Las fibras crudas que están impregnadas con resina, son cortadas en
segmentos de una longitud prefijada, y son acumuladas en un
recipiente. El recipiente es móvil, de manera que las fibras son
acumuladas de modo correspondiente a la pieza preformada que se ha
de fabricar. Este procedimiento presenta, sin embargo, las
desventajas descritas anteriormente.
El documento EP 1 250 991 A1 da a conocer un
sistema de fabricación para la fabricación automática de preformas.
El sistema comprende dos celdas, cada una de ellas con una pieza
preformada, un ventilador para las dos celdas, y una unidad de
suministro automática, para suministrar fibras sin fin a los moldes.
La unidad de suministro presenta varios manguitos para reducir el
rozamiento y mejorar el guiado de las fibras.
El documento US 5 942 175 A da a conocer, según
el preámbulo de la reivindicación 1, un procedimiento y un
dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 5, para el
moldeado por compresión de aglomerados de fibras sueltos. Para el
llenado del molde, se distribuyen desde arriba por medio de un tubo
flexible aglomerados sueltos en el molde de tal manera que también
se crean regiones de diferente densidad haciendo que se acumulen
varias fibras. En una forma de realización alternativa, las fibras
se soplan en un molde cerrado por medio de una corriente de aire,
habiéndose de realizar por medio de diferentes velocidades de la
corriente de las entradas de aire individuales diferentes
densidades de llenado en el interior del molde. Después del llenado
de los aglomerados se hace bajar una prensa, de manera que se
presionen los aglomerados en el interior del molde. Por medio del
suministro de aire caliente se hace que los aglomerados se peguen
entonces entre sí, de manera que se origine un cuerpo
preformado.
El objetivo de la presente invención es fabricar
de un modo sencillo y eficiente piezas preformadas conformadas
tridimensionalmente, que presenten regiones con grosores diferentes,
y en las que se pueda variar la densidad de modo local. En este
caso, las variaciones de la densidad en el interior de la pieza
preformada han de poder ser reproducidas exactamente, para que
también en el caso de un elevado número de piezas se puedan fabricar
piezas idénticas.
El objetivo se consigue, según la invención, por
medio de un procedimiento según la reivindicación 1. Las
reivindicaciones 2 a 4 definen configuraciones ventajosas del
procedimiento conforme a la invención.
El objetivo se resuelve, adicionalmente, por
medio de un dispositivo según la reivindicación 5. Las formas de
realización preferidas del dispositivo conforme a la invención se
indican en las reivindicaciones 6 a 8.
La reivindicación 9 está orientada a una pieza
preformada propiamente dicha.
El procedimiento propuesto para la fabricación
de piezas preformadas acuñadas tridimensionalmente de material de
fibra usando un molde hueco, que comprende un molde inferior, cuya
parte interior determina el contorno de la parte inferior de la
pieza preformada, y al menos un molde superior, cuya parte interior
determina el contorno de la parte superior de la pieza preformada,
presentando el molde inferior y/o el molde superior orificios para
el paso de aire, comprende los siguientes pasos: Las fibras son
introducidas mediante soplado por medio de una corriente de aire en
el espacio intermedio entre el molde inferior y un molde superior
auxiliar temporal. Las fibras se acumulan en las partes interiores
del molde inferior y del molde superior auxiliar temporal hasta que
el molde está lleno, gracias a lo cual se conforma una pieza en
bruto hecha de material de fibra. A continuación se retira el molde
superior auxiliar temporal, y se coloca el molde superior sobre el
molde inferior. Gracias a ello se compacta la pieza en bruto. A
continuación se unen las fibras por medio de un aglutinante
mezclado, gracias a lo cual se solidifica la pieza en bruto para
conformar la pieza preformada. El aglutinante se puede introducir
mediante soplado conjuntamente con las fibras, o bien se puede
mezclar en el transcurso del procedimiento.
Las fibras se introducen mediante soplado por
medio de una corriente de aire en el espacio intermedio del molde
formado por el molde inferior y el molde superior auxiliar temporal.
El aire, que es el portador de las fibras, se escapa a través de
los orificios en el molde inferior y/o en el molde superior auxiliar
temporal. Las fibras individuales son mayores que los orificios, de
manera que se acumulan en las partes interiores del molde. La
acumulación comienza en la parte opuesta a la abertura de soplado en
el espacio interior del molde. Con ello, se construye una pieza en
bruto de material de fibra, que presenta una densidad constante.
La introducción mediante soplado de las fibras
también se puede realizar por medio de varias aberturas de entrada
de flujo. En caso de que, en este caso, la presión de entrada
mediante soplado sea diferente en las diferentes aberturas de
entrada de flujo, entonces se conforman regiones de diferente
densidad en la pieza en bruto.
Las fibras introducidas a presión en el espacio
intermedio entre el molde inferior y el molde superior auxiliar
temporal se acumulan en su parte interior, y conforman una pieza en
bruto. Las fibras de la pieza en bruto se comprimen fácilmente por
medio de la presión de soplado, de manera que permanecen juntas
fácilmente. La pieza en bruto tiene ya una estabilidad tal que no
se descompone ni siquiera al retirar el molde superior auxiliar
temporal, sino que mantiene su forma. Por medio de un dimensionado
adecuado del molde superior se puede compactar entonces la pieza en
bruto totalmente, o sólo en determinadas regiones. En las regiones
locales en las que la pieza en bruto ha de presentar una mayor
densidad, el molde superior presenta, en comparación el con molde
superior auxiliar temporal, un lumen menor. La pieza preformada
presentará posteriormente en las regiones compactadas de la pieza
en bruto una densidad correspondientemente mayor. Por medio de este
procedimiento se pueden reproducir exactamente las regiones
compactadas en el interior de la pieza preformada.
Cuando el molde formado a partir del molde
inferior y el molde superior auxiliar temporal está llenado
completamente de material de fibra, se ha formado una pieza en
bruto que presenta los contornos del molde. Esta pieza en bruto se
compacta después del intercambio del molde superior auxiliar
temporal por medio del molde superior, y a continuación se
solidifica para conformar la pieza preformada, haciendo para ello
que las fibras se unan entre ellas por medio de un aglutinante. Se
origina una pieza preformada que se corresponde exactamente con los
contornos de las partes interiores del molde. Es algo ventajoso en
este procedimiento el hecho de que la pieza preformada presente una
densidad constante. La densidad se determina por medio de la presión
de la corriente de aire que penetra mediante flujo. Con ello se
pueden fabricar, por un lado, moldes tridimensionales de cualquier
tipo, por otro lado se puede reproducir de modo exacto una pieza
preformada.
En una variante ventajosa, el procedimiento
conforme a la invención comprende los siguientes pasos intermedios
adicionales: las fibras se introducen mediante soplado por medio de
una corriente de aire en el espacio intermedio entre el molde
inferior y un primer molde superior auxiliar temporal. Las fibras se
acumulan en primer lugar en la parte interior del molde inferior y
de éste primer molde superior auxiliar temporal, debido a lo cual
se conforma una pieza en bruto intermedia hecha de material de
fibras. A continuación se retira el primer molde superior auxiliar
temporal, y se reemplaza por medio de un segundo molde superior
auxiliar temporal que se coloca sobre el molde inferior. En el
siguiente paso se introducen mediante soplado otras fibras por
medio de una corriente de aire en el espacio intermedio entre el
molde inferior y el segundo molde superior auxiliar temporal. Estas
fibras se acumulan en la parte superior de la pieza en bruto
intermedia, y en la parte interior del segundo molde superior
auxiliar temporal, gracias a lo cual se conforma una pieza en bruto
de material de fibra. A continuación se retira el segundo molde
superior auxiliar temporal. En su lugar aparece el molde superior
que se coloca sobre el molde inferior. La pieza en bruto se compacta
en este caso para conformar su forma definitiva.
Por medio del procedimiento descrito
anteriormente es posible fabricar piezas preformadas que estén
formadas por diferentes capas. Cada capa individual puede presentar
diferentes densidades. De este modo se pueden realizar piezas
preformadas altamente complejas que presentan diferentes regiones de
densidad. Además también es posible usar diferentes materiales de
fibras para cada capa individual.
Naturalmente también es posible usar más de sólo
dos moldes superiores auxiliares temporales. De este modo, se puede
fabricar según el mismo principio piezas preformadas en capas de
prácticamente cualquier tipo. El procedimiento se puede ampliar
además gracias al hecho de que las capas individuales o algunas de
las capas se compacten adicionalmente por medio de la colocación de
un molde superior adecuado o molde superior auxiliar, o de un
sello.
En una configuración ventajosa del procedimiento
se finaliza la introducción mediante soplado cuando se alcanza un
valor prefijado de la presión de aire en el molde. Puesto que las
fibras se acumulan poco a poco en el lado del molde opuesto a la
abertura de introducción por soplado, también aumenta lentamente la
presión de retención en el molde. Al alcanzar una presión
prefijada, el molde está lleno completamente. En caso de que la
introducción por soplado se finalice exactamente en este instante,
entonces se garantiza que siempre se generan piezas preformadas
exactamente iguales. Por medio de la elección adecuada del valor de
presión prefijado se puede influir en la densidad de las piezas en
bruto, y con ello también en la densidad de las piezas preformadas.
Cuanto mayor es el valor límite prefijado, mayor es la densidad de
la pieza en bruto que se origina. El control de la presión
garantiza una densidad constante de la pieza en bruto, incluso
cuando las fibras se introducen por soplado más rápidamente o con
una mayor presión, para incrementar aún más el tiempo de
producción.
Preferentemente, la pieza en bruto se calienta
gracias al hecho de que el molde cerrado se caliente y/o que se
haga fluir aire caliente por el molde. En este caso se genera una
unión duradera del material de fibra por medio de una reacción
térmica del aglutinante. La pieza en bruto se solidifica en este
caso para formar la pieza preformada.
Al usar termoplásticos como parte constituyente
del material de fibra, o en el caso de aglutinantes que reaccione
térmicamente, como por ejemplo fibras de polipropileno, fibras de
plástico o resina fenólica, la pieza en bruto se ha de calentar
para que las fibras se fundan entre ellas y se conforme una pieza
preformada que sea estable en su forma. Esto puede suceder gracias
al hecho de que se caliente el propio molde cerrado. En este caso,
hay disponibles diferentes métodos. El molde, por ejemplo, se puede
calentar en un horno, por medio de la irradiación con microondas, o
por medio de la iluminación con lámparas térmicas. Alternativamente
también es posible calentar la propia pieza en bruto haciendo que
por el molde, cuyo molde inferior y molde superior presentan
orificios para el paso de aire, se haga fluir aire caliente. Esto
tiene la ventaja de que la pieza en bruto se calienta directamente.
En lugar de aire caliente, también se puede usar vapor caliente. La
solidificación de la pieza en bruto para conformar una pieza
preformada se puede conseguir con una selección adecuada de las
fibras o del aglutinante por medio de endurecimiento o por medio de
polimerización.
El dispositivo propuesto para la fabricación de
piezas preformadas acuñadas tridimensionalmente de material de
fibra comprende un molde, conformado por un molde inferior, cuya
parte interior determina el contorno de la parte inferior de la
pieza preformada, y al menos un molde superior auxiliar temporal y
un molde superior, en el que la parte interior del molde superior
determina el contorno del molde superior de la pieza preformada, y
el molde inferior, el molde superior auxiliar temporal y/o el molde
superior presentan orificios para el paso de aire. Según la
invención, el molde presenta al menos una abertura de entrada de
corriente para la introducción mediante soplado del material de
fibra. La abertura de entrada de corriente puede estar dispuesta
prácticamente en cualquier lugar del molde. La abertura de entrada
de corriente, así pues, puede estar dispuesta tanto en el molde
inferior con en el molde superior o en un molde superior auxiliar
temporal. También pueden estar previstas varias aberturas de
entrada de corriente. Esto es ventajoso, en particular, cuando el
molde sobrepasa un cierto tamaño, y el contorno del molde es muy
irregular y presenta muchos abombamientos hacia dentro y hacia
fuera. A través del tamaño de la abertura de entrada de corriente se
puede determinar el tiempo que se requiere hasta que se ha
construido en el interior del molde una pieza en bruto
completamente. La superficie de la abertura de entrada de corriente
o bien la superficie total en el caso de varias aberturas de entrada
de corriente no ha de sobrepasar la superficie total de los
orificios en el molde inferior y en el molde superior o bien en el
molde superior y en el molde superior auxiliar temporal. En caso
contrario se establece desde el comienzo una presión en el molde
que dificulta o hace imposible la introducción por soplado del
material de fibra.
La abertura de entrada de corriente está unida
por medio de un canal de corriente con un ventilador. Por medio del
ventilador se genera la corriente de aire que introduce mediante
soplado las fibras en el molde. Las fibras se introducen en el
canal de corriente, y se conducen por medio de éste a través de la
abertura de entrada de corriente en el molde. Con ello, la
generación de la corriente de aire y el suministro del material de
fibra en el canal de corriente es independiente del molde usado. Así
pues, se pueden llenar con la misma instalación de ventilador
moldes diferentes.
En una forma de realización preferida, en el
interior del molde está dispuesto un sensor de presión para la
medición de la presión de aire. El sensor de presión está colocado,
preferentemente, cerca de la abertura de entrada de corriente. La
presión medida en el sensor de presión es una medida para el grado
de acumulación de las fibras en el interior del molde. A través de
la medición de la presión de aire se puede determinar y regular la
densidad de la pieza en bruto.
En una forma de realización preferida del
dispositivo conforme a la invención se puede colocar al menos otro
molde superior auxiliar temporal en lugar del molde superior
auxiliar temporal y el molde superior sobre el molde inferior. El
uso de varios moldes superiores auxiliares temporales se muestra
como algo ventajoso cuando se han de fabricar piezas preformadas de
diferente densidad o con diferentes capas. El molde superior
auxiliar temporal se coloca sobre el molde inferior, y se llena. A
continuación se puede intercambiar por el otro molde superior
auxiliar temporal. Éste se intercambia a continuación, por otro
lado, por el molde superior. En caso de que el lumen de los moldes
superiores auxiliares difiera entre ellos, y del volumen del molde
superior, se puede conseguir una compactación de la pieza en bruto
antes de su solidificación para conformar una pieza preformada. La
compactación también puede estar limitada únicamente a regiones
locales. La distribución de densidad, sin embargo, se puede
reproducir muy bien.
Adicionalmente representa una ventaja un
dispositivo en el que se emplee una mesa giratoria con cuatro
estaciones de procesado. En una estación de soplado se introduce a
presión material de fibra en el molde. Una estación de
calentamiento sirve para el calentamiento del molde. La
refrigeración de la pieza preformada se lleva a cabo en una
estación de refrigeración. En una estación de extracción se puede
abrir el molde y retirar la pieza preformada. El uso de una mesa
giratoria de este tipo con al menos cuatro estaciones presenta la
ventaja de que cada estación está conformada especialmente para los
pasos del procedimiento que se han de realizar allí. Las estaciones
individuales se pueden conformar de tal manera que se pueda
optimizar la fabricación de las piezas preformadas. Por medio del
uso de una mesa giratoria con varias estaciones, se pueden fabricar
de modo simultáneo varias piezas preformadas, encontrándose cada
pieza preformada en otro estadio de fabricación. Gracias a ello se
puede reducir de un modo considerable el tiempo de fabricación de
una única pieza preformada.
Una pieza preformada que haya sido fabricada
según el procedimiento conforme a la invención se caracteriza por
varias capas de diferente densidad. Las diferentes capas o regiones
están limitadas espacialmente claramente entre ellas. Se puede
generar o bien capas diferentes o bien también regiones parciales de
diferente densidad. Las regiones con densidad elevada pueden estar
previstas en lugares cualesquiera de la pieza preformada,
independientemente de la geometría de la pieza preformada. De este
modo, también se pueden realizar regiones con una densidad
reducida, en las que los requerimientos referidos al aislamiento
acústico de la pieza preformada tiene solamente una importancia de
segundo orden. La pieza preformada presenta entonces, en su
conjunto, un peso más reducido.
La invención se explica a continuación con más
detalle a partir de los dibujos anexos. Se muestra:
Figura 1 un dispositivo para la fabricación de
piezas preformadas con cuatro estaciones de procesado;
Figura 2 una instalación completa para la
fabricación de piezas preformadas, de modo esquemático;
Figura 3 un molde para la fabricación de piezas
preformadas;
Figuras 4a a 4f los pasos individuales del
procedimiento para la fabricación de una pieza preformada.
El dispositivo representado en la Figura 1
comprende una estación de introducción por soplado S1, una estación
de calentamiento S2, una estación de refrigeración S3 y una estación
de extracción S4. Las estaciones S1 a S4 están dispuestas sobre una
mesa giratoria 1 que se puede hacer girar en sentido opuesto a las
agujas del reloj. En la estación de introducción por soplado S1 se
introduce por soplado material de fibra en un molde cerrado hasta
que se conforma una pieza en bruto. En la estación de calentamiento
S2 se calienta el molde de fabricación, de manera que la pieza en
bruto se solidifique para formar la pieza preformada. En la estación
de refrigeración S3 se refrigera el molde de fabricación. En la
estación de retirada S4 se abre el molde, de manera que la pieza
fabricad puede ser retirada.
La Figura 2 muestra una instalación completa
para la fabricación de piezas preformadas, que comprende la mesa
giratoria 1, un dispositivo de suministro 2 para el suministro y
cambio de moldes, un ventilador 3, un almacenamiento de fibras 4 y
una abridora de balas 5. De la mesa giratoria 1 se pueden reconocer
la estación de introducción por soplado S1, la estación de
calentamiento S2 y la estación de refrigeración S3.
Las balas de fibras mezcladas previamente, que
sirven como material en bruto, se entregan a la abridora de balas
5, y allí se desmenuzan en fibras pequeñas. A través de una primera
tubería 6 se conducen las fibras por medio de aire comprimido en un
almacén de fibras. Desde aquí son suministradas a través de otra
tubería 7 al ventilador 3. La tubería 7 también puede estar
realizada de modo alternativo como cinta de transporte. Las fibras
caen entre el ventilador 3 y el canal de entrada de corriente 8. El
ventilador 3 genera una corriente de aire, por medio de la cual se
introducen por soplado las fibras a través del canal de entrada de
corriente 8 en un molde superior auxiliar 9 temporal que está
colocado sobre un molde inferior 10. El molde superior auxiliar 9
temporal se coloca en el dispositivo de suministro 2 sobre el molde
inferior 10.
La Figura 3 muestra el molde para la fabricación
de una pieza preformada. El molde comprende el molde inferior 10 y
un molde superior 11 que se puede colocar sobre él. El molde
inferior 10 y el molde superior 11 se pueden cerrar. En el molde
superior 11 está conformada una abertura de entrada de corriente 12
a la que se conecta el canal de entrada de corriente 8. Las fibras
se introducen por soplado a través de la abertura de entrad por
soplado 12 en el espacio hueco cerrado del molde.
La Figura 4a muestra un molde cerrado, que
comprende el molde inferior 10 y un molde superior auxiliar 9
temporal. El molde inferior 10 y el molde superior auxiliar 9
temporal están cerrados fijamente. Las fibras se introducen por
soplado a través de la abertura de entrada de corriente 12 en el
molde cerrado. Éstas se acumulan en las partes interiores del molde
inferior 10 y del molde superior auxiliar 9 temporal. La acumulación
tiene lugar desde el lado opuesto a la abertura de entrada de
corriente 12. El aire que entra se escapa a través de los orificios
13 en el molde superior auxiliar 9 temporal, y a través de los
orificios 14 en el molde inferior 10. Por medio de la acumulación
de las fibras en el interior del molde se cubren poco a poco cada
vez más orificios 13, 14, ya que las fibras son mayores que los
orificios 13, 14. La introducción por soplado de las fibras se para
cuando el molde cerrado está completamente lleno de material de
fibra, y con ello está conformada una pieza en bruto. Para ello,
por medio de uno o varios sensores de presión se mide la presión en
el molde. Al alcanzar un valor límite prefijado se para o se
interrumpe la introducción por soplado. Esto tiene lugar de modo
abrupto, por ejemplo por medio de la abertura de una válvula de
by-pass (no representada aquí) en el canal de
entrada de corriente, o por medio de una sencilla desconexión del
ventilador.
La Figura 4b muestra el molde formado por el
molde inferior 10 y el molde superior auxiliar 9 temporal con una
pieza en bruto 15 que presenta exactamente los contornos de las
partes interiores del molde. El molde superior auxiliar 9 temporal
se suelta ahora del molde inferior 10, y se retira hacia arriba.
Después de la retirada del molde superior
auxiliar temporal la pieza en bruto 15, finalmente, es llevada por
el molde inferior 10 (Figura 4c). Por medio de la presión de aire
generada en el proceso de introducción por soplado en el molde
cerrado, las fibras están unidas entre ellas con una fuerza tal que
la pieza en bruto 15 es estable en su forma. Ésta mantiene su forma
exterior también después de la extracción del molde superior
auxiliar 9 temporal.
En el siguiente paso del procedimiento según la
figura 4d, el molde superior 11, que aquí está conformado como una
placa plana, se coloca desde arriba sobre el molde inferior 10. La
colocación del molde superior 11 sobre el molde inferior 10 se
realiza con una presión que depende del tamaño de las piezas y del
tamaño del molde, y que puede tener un valor de hasta varias
toneladas. Gracias a ello se compacta la pieza en bruto 15, tal y
como se representa en la Figura 4e. La pieza en bruto 15 presenta
ahora los contornos del molde inferior 10 y del molde superior
11.
Los pasos del procedimiento descritos
anteriormente se realizan en la estación de introducción por soplado
S1 sobre la mesa giratoria (véase Fig. 1). A continuación se sigue
girando la mesa giratoria 1 en un cuarto de vuelta.
En el siguiente paso del procedimiento, que se
muestra en la Figura 4f, por el molde conformado por el molde
inferior 10 y el molde superior 11 se hace pasar aire caliente. Esto
se corresponde con la estación de calentamiento S2 en la Figura 1.
El aire caliente fluye, alternativamente, a través de los orificios
14 del molde inferior 10, así como a través de los orificios 16 del
molde superior 11. La temperatura del aire, en este caso, está algo
por encima del punto de fusión del aglutinante añadido, que en este
caso está hecho de fibras de polipropileno. Después de
aproximadamente dos minutos, el proceso está finalizado. La pieza en
bruto se ha solidificado ahora para formar una pieza preformada
17.
La mesa giratoria 1 (véase Fig. 1) se gira ahora
otros 90 grados. El molde, que comprende el molde inferior 10 y el
molde superior 11, permanece cerrado. Ahora se hace pasar aire frío
por él, hasta que la pieza preformada 17 está refrigerada. Esto
tiene lugar en la estación de refrigeración S3 de la Figura 1.
En el último paso del procedimiento, la mesa
giratoria 1 (Fig. 1) se vuelve a girar otros 90 grados a la estación
de extracción S4. Aquí se separa el molde superior 11 del molde
inferior 10, y se puede retirar la pieza preformada 17 acabada.
- 1
- Mesa giratoria
- 2
- Dispositivo de suministro
- 3
- Ventilador
- 4
- Almacén de fibras
- 5
- Abridora de balas
- 6
- Primera tubería
- 7
- Segunda tubería
- 8
- Canal de entrada de corriente
- 9
- Molde superior auxiliar temporal
- 10
- Molde inferior
- 11
- Molde superior
- 12
- Abertura de entrada de corriente
- 13
- Orificios (de 9)
- 14
- Orificios (de 10)
- 15
- Pieza en bruto
- 16
- Orificios (de 11)
- 17
- Pieza preformada
- S1
- Estación de introducción por soplado
- S2
- Estación de calentamiento
- S3
- Estación de refrigeración
- S4
- Estación de extracción.
Claims (9)
1. Procedimiento para la fabricación de piezas
preformadas acuñadas tridimensionalmente de material de fibra
usando un molde, que comprende un molde inferior, cuya parte
interior determina el contorno de la parte inferior de la pieza
preformada, y al menos un molde superior, cuya parte interior
determina el contorno de la parte superior de la pieza preformada,
presentando el molde inferior y/o el molde superior orificios para
que fluya aire a través de ellos, caracterizado por los
siguientes pasos:
- -
- Introducción por soplado de fibras por medio de una corriente de aire en el espacio intermedio entre el molde inferior (10) y un molde superior auxiliar (9) temporal;
- -
- Acumulación de fibras en las partes interiores del molde inferior (10) y del molde superior auxiliar (9) temporal hasta que el molde esté lleno, conformándose gracias a ello una pieza en bruto (15) hecha de material de fibra;
- -
- Separación del molde superior auxiliar (9) temporal;
- -
- Colocación del molde superior (11), gracias a lo cual se compacta la pieza en bruto (15), y
- -
- Unión de las fibras por medio de un aglutinante mezclado, gracias a lo cual se solidifica la pieza en bruto (15) para formar la pieza preformada (17).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende los siguientes pasos:
- -
- Introducción por soplado de fibras por medio de una corriente de aire en el espacio intermedio entre el molde inferior (10) y un primer molde superior auxiliar (9) temporal;
- -
- Acumulación de fibras en las partes interiores del molde inferior (10) y del primer molde superior auxiliar (9) temporal hasta que el molde esté lleno, conformándose gracias a ello una pieza en bruto intermedia (15) hecha de material de fibra;
- -
- Separación del primer molde superior auxiliar (9) temporal;
- -
- Colocación de un segundo molde superior auxiliar (9) temporal;
- -
- Introducción por soplado de más fibras por medio de una corriente de aire en el espacio intermedio entre el molde inferior (10) y el segundo molde superior auxiliar (9) temporal;
- -
- Acumulación de más fibras en la parte superior de la pieza en bruto intermedia (15) y en la parte interior del segundo molde superior auxiliar (9) temporal, gracias a lo cual se conforma una pieza en bruto (15) hecha de material de fibra;
- -
- Separación del segundo molde superior auxiliar (9) temporal; y
- -
- Colocación del molde superior (11), gracias a lo cual se compacta la pieza en bruto (15).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la introducción por soplado se finaliza
cuando se alcanza un valor prefijado de la presión de aire en el
molde.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la pieza en
bruto (15) se calienta haciendo que el molde cerrado se caliente
y/o haciendo pasar aire caliente por el molde, por medio de lo cual
se genera una unión duradera del material de fibra por medio de la
reacción del aglutinante, y la pieza en bruto (15) se solidifica
para formar la pieza preformada (17).
5. Dispositivo para la fabricación de piezas
preformadas acuñadas tridimensionalmente de material de fibra según
el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4 usando un
molde, que comprende un molde inferior, cuya parte interior
determina el contorno de la parte inferior de la pieza preformada, y
al menos un molde superior, cuya parte interior determina el
contorno de la parte superior de la pieza preformada,
caracterizado por un molde superior auxiliar temporal, en el
que el molde superior auxiliar temporal, el molde inferior y/o el
molde superior presentan orificios para el paso de aire, presentando
el molde al menos una abertura de entrada de corriente (12) para la
introducción por soplado del material de fibra.
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque en el interior del molde está dispuesto
un sensor de presión para la medición de la presión de aire.
7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque al menos un molde superior auxiliar (9)
temporal se puede colocar en lugar del molde superior (11) sobre el
molde inferior (10).
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones
5 a 7, caracterizado por una mesa giratoria (1) con las
siguientes cuatro estaciones:
- -
- una estación de introducción por soplado (S1), en la que se introduce por soplado el material de fibras en el molde;
- -
- una estación de calentamiento (S2) para el calentamiento del molde;
- -
- una estación de refrigeración (S3) para la refrigeración de la pieza preformada (17); y
- -
- una estación de extracción (S4) en la que el molde se abre y se extrae la pieza preformada (17).
9. Pieza preformada fabricada según el
procedimiento según la reivindicación 2, caracterizada por
varias capas de diferente densidad.
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