ES2293189T3 - Procedimiento e instalacion para fabricar una preforma de refuerzo. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de un refuerzo fibroso multidireccional, destinado a constituir una preforma porosa para la realización de una pieza de material compuesto, procedimiento que consiste en depositar al menos un hilo de refuerzo (F) en capas sucesivas sobre un soporte (2), en asociación con un adhesivo, con el fin de asegurar, por una parte, una adherencia de la primera capa sobre la superficie (3) del soporte (2) y, por otra parte, una unión de las capas sucesivas entre sí, caracterizado porque consiste, además, durante la deposición del hilo de refuerzo, en presionar este hilo de refuerzo (F) contra el soporte (2) ejerciendo una presión de dirección sensiblemente perpendicular a la superficie (3) del soporte (2) en el punto de deposición del hilo (F) y para asegurar el avance del hilo de refuerzo (F) durante la deposición del hilo de refuerzo, con el fin de no inducir ninguna tensión en dicho hilo de refuerzo y depositarlo en el estado de reposo.
Description
Procedimiento e instalación para fabricar una
preforma de refuerzo.
La presente invención se refiere al campo
técnico de la fabricación de preformas o refuerzos fibrosos,
multidireccionales, destinados a la fabricación de piezas de
materiales compuestos.
En el campo técnico anterior se conoce,
principalmente a partir de una solicitud FR 2 581 379, realizar, a
partir de hilos de refuerzo, una preforma o un refuerzo fibroso
multidireccional, destinado a formar el objeto de una inyección de
resina para constituir una pieza de material compuesto.
Así pues, la solicitud FR 2 581 379 ha propuesto
realizar preformas para piezas de revolución troncocónicas o
elipsoides, tales como tubos de reactores, procediendo al bobinado,
sobre un soporte que presenta picos, de un hilo de refuerzo
pre-impregnado de un agente de unión, destinado a
evitar cualquier deslizamiento relativo del hilo sobre el soporte,
con el fin de conservar una homogeneidad perfecta de la distribución
del hilo de refuerzo al nivel del refuerzo fibroso.
Tal procedimiento de fabricación permite la
realización de refuerzos fibrosos multidireccionales, llamados
bobinables, que presentan una forma general de simetría de
revolución. Sin embargo, este procedimiento de fabricación presenta
el inconveniente de no permitir la fabricación de refuerzos fibrosos
multidireccionales que presentan formas complejas o torcidas, sin
eje de simetría de revolución privilegiado o incluso que presentan
regiones localmente cóncavas, en consideración de la forma general
del refuerzo fibroso.
Por otro lado, el procedimiento según la
solicitud FR 2 581 379 presenta el inconveniente de colocar el hilo
de refuerzo, durante su deposición, en un estado que podría ser
calificado de pre-comprimido. Ahora bien, esta
pre-compresión influye en el comportamiento mecánico
del refuerzo fibroso multidireccional y puede afectar a los
rendimientos de la pieza que incorpora este refuerzo fibroso.
Además, el bobinado del hilo de refuerzo impone,
en razón de la tensión aplicada a este último, una trayectoria de
deposición que corresponde necesariamente a una geodésica de la
superficie del soporte y limita así los tipos de estructuras de
refuerzo realizables.
De la misma manera, la solicitud WO 98/17852
describe diferentes procedimientos y aparatos para formar textiles
planos o en forma, recurriendo principalmente a una técnica de
bobinado alrededor de un mandril.
Así pues, aparece la necesidad de disponer de un
nuevo procedimiento de fabricación que permita realizar preformas o
refuerzos fibrosos multidireccionales susceptibles de presentar
formas complejas o torcidas principalmente con regiones localmente
cóncavas y que presenta en estas regiones principalmente hilos de
refuerzo dispuestos según diferentes direcciones.
Con el fin de alcanzar este objetivo, la
invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un
refuerzo fibroso multidireccional, destinado a constituir una
preforma porosa para la realización de una pieza de material
compuesto, procedimiento que consiste en depositar al menos un hilo
de refuerzo en capas sucesivas sobre un soporte, en asociación con
un adhesivo, con el fin de asegurar, por una parte, una adherencia
de la primera capa sobre la superficie del soporte y, por otra
parte, una unión de las capas sucesivas entre sí.
Según la invención, este procedimiento de
fabricación se caracteriza porque consiste, además, durante la
deposición del hilo de refuerzo, en presionar este hilo de refuerzo
contra el soporte o una capa precedente ejerciendo una presión de
dirección sensiblemente perpendicular a la superficie del soporte en
el punto de deposición del hilo y de esta manera asegurar, gracias
al adhesivo, un mantenimiento del hilo sobre su punto de deposición,
y esto en el transcurso de su deposición, y para asegurar un avance
del hilo de refuerzo durante la deposición del hilo de refuerzo,
con el fin de no inducir ninguna tensión en dicho hilo de refuerzo y
depositarlo en el estado de reposo.
La unión del hilo de refuerzo, al nivel de su
punto de deposición, con el soporte o los hilos de la capa sobre la
que está depositado, se realiza gracias a un adhesivo principalmente
por aplicación de una presión. En ciertos casos mencionados
anteriormente, es necesaria una activación del adhesivo, para que
este último asuma su función de mantenimiento del hilo de refuerzo
en su punto de deposición. En otros casos, el adhesivo se aplica de
una manera correspondiente, aguas arriba del hilo de refuerzo en un
estado líquido o pastoso, en el que es apto para asumir su función
de unión y no es necesaria, por lo tanto, ninguna activación
suplementaria. Por lo tanto, el procedimiento según la invención
permite conforme a la deposición del hilo de refuerzo y de manera
simultánea o casi simultánea con esta última, colocar el hilo sobre
una forma dada, asegurando el adhesivo su mantenimiento, por
adhesión, en esta posición, para evitar todo deslizamiento o
desplazamiento posterior.
La paliación de un adhesivo, asociado a la
presión ejercida sobre el hilo durante su deposición, permite
colocar, de manera particularmente precisa, el o los hilos de
refuerzo depositados, según curvas previamente definidas que no
corresponden necesariamente a líneas geodésicas de la superficie del
soporte. Así, el procedimiento según la invención permite la
formación de preformas sobre un soporte plano o incluso la formación
de preformas sobre un soporte cónico, con deposición de los hilos
de refuerzo circunferencialmente y según generatrices de la
superficie. Bien entendido, el procedimiento de fabricación según la
invención se puede aplicar para otras diversas formas de
soporte.
La deposición del hilo en el estado de reposo
permite la realización de un refuerzo fibroso multidireccional que
podría ser considerado como que tiene un comportamiento isótropo, o
al menos que posee una dirección privilegiada de resistencia
inducida por la tensión del hilo, en la medida en que, según esta
característica de la invención, los hilos de refuerzo depositados
están exentos de cualquier compresión previa.
Según la invención, es posible utilizar
cualquier tipo de adhesivo, compatible con la naturaleza del
refuerzo fibroso, multidireccional y del tratamiento experimentado
por este último, principalmente durante la fabricación de la pieza
de material compuesto.
Según una característica de la invención, el
adhesivo utilizado es activado durante la deposición del hilo de
refuerzo. En este caso, el adhesivo será depositado entonces
previamente, ya sea sobre el soporte, ya sea sobre el hilo de
refuerzo propiamente dicho.
Según otra característica de la invención, el
adhesivo es depositado, por el contrario, durante la deposición del
hilo de refuerzo y aguas arriba del punto de deposición de este
último.
Según la invención, el hilo de refuerzo puede
ser depositado de cualquier manera adecuada manualmente o incluso
por medio de una máquina automática.
Según otra característica preferida, el hilo de
refuerzo es depositado por medio de una máquina automática o un
robot equipado con un linguete de deposición que presenta una cabeza
de presión destinada a ejercer una presión sobre el hilo de
refuerzo y una garganta de guía del hilo hasta la cabeza de
presión.
Según una característica preferida de
aplicación, pero no estrictamente necesaria, se ejerce entonces
sobre el linguete de deposición, una presión perpendicular a la
superficie de la cabeza de presión. Por otra parte, la superficie
de la cabeza de presión se mantiene con preferencia tangente a la
superficie del soporte durante la deposición del hilo de
refuerzo.
Hay que indicar que, según la invención, se
pueden depositar uno o varios hilos de refuerzo al mismo tiempo,
según trayectorias de deposición paralelas. Entonces será posible
utilizar tantos linguetes de deposición como hilos de refuerzo sean
depositados al mismo tiempo.
Como ya se ha indicado anteriormente, es posible
utilizar cualquier tipo de adhesivo adecuado.
Según una forma de realización de la invención,
se utiliza, como adhesivo, un polvo termoplástico o un polvo
termoendurecible o incluso una mezcla de los dos. Entre los polvos
termoplásticos utilizables, es posible citar a título de ejemplos
no limitativos los polvos de poliolefinas, de poliamidas, de
poliétersulfonas, mientras que entre los polvos termoendurecibles,
es posible citar los polvos de resinas epóxidas con o sin agente
endurecedor, los polvos fenólicos, los polvos de poliéster. El
procedimiento prevé aseguran entonces un calentamiento de la zona
de deposición del hilo de refuerzo y de esta manera realizar una
termo-compresión. Este calentamiento se puede
realizar ya sea al nivel del linguete de deposición por una
resistencia calefactora, ya sea por medio de una fuente de
radiación de calor dirigida hacia la zona de deposición del hilo de
refuerzo.
De la misma manera, la aplicación del polvo
indicado anteriormente se puede realizar de diferentes maneras.
Así, o bien el polvo es asociado previamente al hilo de refuerzo que
lo recubre al menos en parte o bien, por el contrario, este polvo
es proyectado sobre la superficie de soporte o sobre las capas
precedentes de hilos de refuerzo, durante la deposición del hilo de
refuerzo.
Según la invención, se puede aplicar igualmente
una superficie de soporte previamente recubierta, al menos en
parte, con un polvo termoplástico y/o
termo-endurecible.
Según otra característica de la invención, se
aplica como adhesivo una resina de la misma naturaleza química que
los polvos anteriores, utilizada en forma fundida, llamada todavía
"caliente fundida". Esta resina caliente fundida es depositada
entonces sobre el soporte, luego sobre las capas precedentes de
hilos, durante la deposición del hilo de refuerzo y aguas arriba de
la deposición del hilo de refuerzo.
Según otra característica de la invención, se
aplica como adhesivo un hilo termoplástico revestido sobre el hilo
de refuerzo que es calentado entonces al nivel de su punto de
deposición. El hilo termoplástico puede ser de cualquier naturaleza
adecuada y, por ejemplo, pero no exclusivamente comprende un hilo de
poliamida, poliolefina, poliétersulfona, poliéteréteracetona (PEEK)
o poliéterimida (PEI).
Según otra característica de la invención, se
emplea un adhesivo, íntimamente ligado al hilo de refuerzo para
formar el hilo de refuerzo híbrido. Así, es posible utilizar, como
adhesivo, filamentos de materia termoplástica, de la misma
naturaleza que los hilos termoplásticos anteriores, que serán
mezclados con filamentos de material de refuerzo, mezcla que será
hilada para formar un hilo de refuerzo híbrido.
Según otra característica de la invención, se
emplea como adhesivo una solución o una emulsión pulverizable de al
menos una resina adhesiva, de tal manera que, por ejemplo, pero no
exclusivamente, se emplea una resina poliacrílica, polivinílica o
de poliuretano.
Según la invención, el hilo de refuerzo puede
ser depositado de manera continua o, por el contrario, en segmentos
discontinuos.
Según la invención, en función de la naturaleza
del hilo de refuerzo y del adhesivo utilizados, se aplicará sobre
el hilo de refuerzo durante su deposición, una presión comprendida
entre 0,01 bar y 30 bares y con preferencia comprendida entre 0,1
bar y 1 bar.
De la misma manera, según la naturaleza del
adhesivo utilizado y del hilo de refuerzo y más particularmente en
el caso de utilización de un adhesivo termoplástico o
termo-adhesivo, el punto de deposición del hilo de
refuerzo será calentado a una temperatura comprendida entre 50ºC y
450ºC y con preferencia comprendida entre 50ºC y 150ºC.
Bien entendido, el procedimiento de fabricación
según la invención puede emplear diferentes tipos de hilos de
refuerzo, tales como, por ejemplo, pero no exclusivamente, hilos de
carbono, de vidrio, de poliésteres, de aramidas, de metal o incluso
mezclas de estos materiales.
Además, el término "hilo de refuerzo" debe
entenderse en el sentido amplio e incluye, por ejemplo, los haces o
cabos de hilos, así como las trenzas de hilos.
La invención se refiere igualmente a una
preforma que comprende varias capas de hilos de refuerzo,
depositadas según al menos dos direcciones y unidas solidarias
entre sí por un adhesivo caracterizadas porque son fabricadas
conforme al procedimiento según la invención.
Según una característica de la invención, los
hilos de refuerzo, constitutivos de la preforma porosa, están en un
estado de reposo en el que no están sometidos a ninguna tensión
previa.
La invención se refiere también a una
instalación para la realización del procedimiento de fabricación
indicado anteriormente, una instalación que comprende:
- \sqbullet
- Un soporte, cuya superficie presenta la forma del refuerzo fibroso a fabricar,
- \sqbullet
- Medios de almacenamiento de al menos un hilo de refuerzo,
- \sqbullet
- Al menos una cabeza de deposición que comprende medios de guía del hilo de refuerzo hasta los medios de deposición que presentan una superficie de presión del hilo de refuerzo contra la superficie del soporte,
- \sqbullet
- Medios de guía del hilo de refuerzo desde los medios de almacenamiento hasta la cabeza de deposición,
- \sqbullet
- Medios de desplazamiento de la cabeza de deposición,
- \sqbullet
- Medios de control de los medios de desplazamiento adaptados para asegurar un desplazamiento de la cabeza de deposición con relación a la superficie del soporte, con el fin de desplazar los medios de deposición contra la superficie del soporte según una trayectoria predeterminada, presionando el hilo de refuerzo contra la superficie del soporte y manteniendo la superficie de presión tangente a la superficie del soporte para que la presión ejercida posea una dirección perpendicular a la superficie del soporte,
- \sqbullet
- Y medios de introducción del hilo de refuerzo durante su deposición, con el fin de no inducir ninguna tensión en el hilo de refuerzo.
Los medios de deposición pueden estar realizados
de cualquier manera adecuada y, según una forma preferida, pero no
estrictamente necesaria de realización, los medios de deposición
comprenden al menos un linguete de deposición que presenta una
cabeza de presión destinadas a ejercer una presión sobre el hilo de
refuerzo contra el soporte y una garganta de guía del hilo hasta la
cabeza de presión.
Según todavía otra característica de la
invención, la instalación comprende, además, medios de aplicación de
un adhesivo.
Según la naturaleza del adhesivo empleado, ya
sea aplicado o no por medio de la instalación, esta última puede
comprender, además, medios de activación del adhesivo que pueden
estar realizados de cualquier manera adecuada. En el marco de la
aplicación de un adhesivo termoplástico o termoadhesivo, los medios
de activación comprenden medios de calefacción de la zona de
deposición y de presión del hilo de refuerzo. Estos medios de
calefacción pueden estar realizados entonces de diferentes maneras,
tales como, por ejemplo, en forma de una resistencia calefactora
incorporada en el linguete de deposición o incluso en forma de una
fuente de radiación, tal como, por ejemplo, una fuente de rayos
infrarrojos.
En el caso de la aplicación, como adhesivo, de
una resina polimerizable por rayos ultravioletas, los medios de
activación están constituidos por una fuente de rayos
ultravioletas.
Otras diversas características del procedimiento
de fabricación de la preforma y de la instalación necesaria para la
aplicación de este procedimiento se deducen de la descripción
siguiente, efectuada con referencia a los dibujos anexos que
ilustran una forma, preferida pero no limitativa, de realización de
una instalación de fabricación conforme con la invención, así como
de los ejemplos no limitativos de preformas fabricadas según la
invención.
La figura 1 es una vista general de una
instalación de un ejemplo de realización de una instalación para la
aplicación del procedimiento de fabricación conforme a la
invención.
La figura 2 es una vista de detalle de medios de
deposición de un hilo de refuerzo que equipan la instalación
ilustrada en la figura 1.
La figura 3 es una vista, similar a la figura 2,
que muestra los medios de deposición apoyados sobre una superficie
convexa.
Las figuras 4 a 6 son vistas de diferentes fases
de fabricación de un refuerzo fibroso multidireccional o preforma
conforme al procedimiento de acuerdo con la invención.
La figura 7 ilustra una variante de realización
de medios de deposición susceptibles de equipar una instalación
para la aplicación del procedimiento de fabricación según la
invención.
La invención tiene el objetivo de permitir la
fabricación de un refuerzo fibrosos multidireccional, susceptible
de presentar una forma tridimensional torcida o compleja y destinado
a constituir una preforma porosa para la realización de una pieza
de material compuesto, por ejemplo por inyección de una resina en la
preforma porosa, previamente dispuesta en un molde.
Las diversas técnicas de fabricación de piezas
de materiales porosos, a partir de preformas porosas, son
ampliamente conocidas por el técnico en la materia y no están
dentro del marco de la presente invención, de manera que no parece
que sea necesario describirlas más adelante.
La invención tiene el objeto de ofrecer una
libertad muy grande de formas para la realización del refuerzo
fibrosos multidireccional, con el fin de permitir una gran variedad
de aplicaciones. A este efecto, la invención propone utilizar una
instalación, tal como se ilustra en la figura 1 y designada en su
conjunto por la referencia 1, que permite una aplicación automática
o semi-automática del procedimiento conforme a la
invención.
Así, la instalación 1 comprende un soporte 2,
cuya superficie de soporte 3 podrá ser considerada como un molde
macho o hembra según la cara de aplicación del hilo de refuerzo. Con
el fin de facilitar la operación de deposición de los hilos de
refuerzo, el soporte 2 está llevado por una mesa 4, susceptible de
ser desplazada en translación en un plano horizontal, según dos
ejes X e Y ortogonales, así como en rotación R siempre en el plano
horizontal alrededor de un eje vertical.
Con el fin de permitir la deposición del hilo de
refuerzo sobre la superficie 3, conforme a la invención, la
instalación 1 comprende igualmente al menos una y, según el ejemplo
ilustrado, exactamente una cabeza de deposición 5. En el marco del
ejemplo de instalación ilustrada, la cabeza de deposición 5 está
llevada por un pórtico 6, provisto con una vía de desplazamiento 7,
a lo largo de la cual se puede desplazar la cabeza 5 en
translación.
Con el fin de conferir un grado de libertad de
desplazamiento suplementario a la cabeza de deposición 5, el
pórtico 6 está soportado, además, por una columna 8 a lo largo de la
cual es susceptible de desplazarse en translación vertical según la
dirección Z.
Hay que indicar que la mesa 4, el pórtico 6 y la
columna 8 están equipados con medios de automatización y de
motorización apropiados que constituyen medios de desplazamiento de
la cabeza de deposición 5 con relación a la superficie 3 del
soporte 2.
Con el fin de asegurar, conforme a la invención,
su función de deposición de un hilo de refuerzo, la cabeza de
deposición 5 comprende entonces medios de deposición 10, más
particularmente ilustrados en la figura 2.
Según el ejemplo ilustrado, los medios de
deposición 10 están constituidos por un linguete de deposición 11
que presenta, en su extremo, una cabeza de presión 13, cuya
superficie está destinada, como aparecerá a continuación, para
presionar el hilo de refuerzo F contra la superficie 3 del soporte
2. El linguete presenta, además, una gargantas 13_{1} de guía del
hilo hasta la cabeza de presión 13. La cabeza de deposición
presenta, bien entendido, medios de guía del hilo de refuerzo F
hasta el linguete 11 que pueden estar realizados de cualquier
manera adecuada, tal como por gargantas o tubos 14 en los que pasa
el hilo de refuerzo F. Según el ejemplo ilustrado, el linguete de
deposición 11 es móvil en rotación con relación a la cabeza 5,
alrededor de un eje \Delta que es desplazado en rotación
alrededor de este eje por medios de motor no representados. Además,
el linguete 11 es móvil en translación con relación a la cabeza 5
según el eje \Delta, siendo accionado por medios, no
representados, que permiten modular la presión de apoyo de la cabeza
de presión 13 sobre la superficie 3.
Hay que indicar que la instalación 1 comprende,
además, medios de almacenamiento 15 del hilo de refuerzo F que
pueden estar realizados de cualquier manera adecuada, tal como, por
ejemplo, en forma de una devanadera, no representada. La
instalación 1 comprende igualmente medios 16 de guía del hilo de
refuerzo desde los medios de almacenamiento 15 hasta la cabeza de
deposición 5. Los medios de guía 16 pueden estar realizados de
cualquier forma adecuada y, según el ejemplo ilustrado, en forma de
una funda flexible, en cuyo interior circula libremente el hilo de
refuerzo F.
La instalación de fabricación 1 comprende,
además, medios 20 de control de los medios de desplazamiento de la
cabeza 5, medios de desplazamiento del linguete 11 así como medios
de desplazamiento del soporte 3.
Los medios de control 20 están realizados, por
ejemplo, bajo la forma de una unidad de control o de una máquina
automática programable adaptada para pilotar la instalación 1, con
el fin de asegurar un desplazamiento del dedo 11 contra la
superficie 3 del soporte, con el fin de depositar allí el hilo F
conforme a la invención.
Así, los medios de control 20 aseguran un
desplazamiento de la cabeza de deposición 5 con relación a la
superficie del soporte 3, con el fin de desplazar los medios de
deposición 10 contra la superficie de soporte 3, según una
trayectoria predeterminada, presionando el hilo de refuerzo F contra
la superficie de soporte 3 y manteniendo la superficie de presión
13 tangente a la superficie de soporte 3, como se muestra en la
figura 3, para que la presión, ejercida sobre el hilo F, posea una
dirección perpendicular a la superficie 3 del soporte.
Según el ejemplo ilustrado, el hilo de refuerzo
F utilizado es un hilo recubierto al menos en parte con un polvo
termoplástico y el linguete de deposición 11 comprende entonces una
resistencia calefactora 21 que permite fundir el polvo
termoplástico durante la deposición del hilo F, con el fin de
adherir el hilo F en primer lugar sobre la superficie 3 del soporte
2 durante la primera pasada, luego sobre la capa de hilos precedente
durante las pasadas siguientes.
Conforme a una característica preferida de la
invención, la cabeza de deposición comprende medios 22 de
introducción o de avance del hilo de refuerzo. Los medios de
introducción 22 comprenden, por ejemplo, un conjunto de rodillos de
arrastre 23 que agarran el hilo de refuerzo y que son arrastrados en
rotación por medios de motor, no representados. La rotación de los
rodillos 23 es controlada entonces por la unidad de control 20, con
el fin de alimentar el linguete 11 con una longitud de hilo de
refuerzo F que corresponde sensiblemente a la longitud de la
trayectoria del linguete 11 sobre la superficie 3, con el fin de
que el hilo de refuerzo sea depositado allí sin tensión.
La utilización de una instalación, tal como se
ilustra más particularmente en la figura 1, permite, por ejemplo,
la realización de una preforma para la constitución de un chasis de
ventanillas de aviones, por ejemplo. Hay que indicar que, en este
caso, los hilos de refuerzo F, ilustrados en trazos mixtos en la
figura 1, pueden ser depositados según espiras de forma general
ovoide en un plano que corresponde al plano del soporte durante la
primera pasada, luego según direcciones radiales o centrífugas para
la segunda pasada, a continuación de nuevo en espiras para la
tercera pasada y así sucesivamente, hasta que se obtiene el espesor
y la forma buscada.
En efecto, modificando las características
dimensionales de las diferentes pasadas, es posible salvar al menos
en parte la forma de la superficie de deposición.
Hay que indicar que con el fin de permitir la
deposición del hilo de refuerzo F en segmentos independientes o
discontinuos, los medios de deposición comprenden igualmente medios
24 de corte del hilo F controlados por la unidad de control 20.
Las figuras 4 y 5 ilustran otro ejemplo de
realización del procedimiento conforme a la invención, según el
cual la preforma a realizar debe presentar un cuerpo cilíndrico 30
con un saliente 31. Según este ejemplo, la instalación y el
procedimiento conformes a la invención permiten disponer el hilo en
capas sucesivas según dos orientaciones perpendiculares, como se
deducirá comparativamente de las figuras 3 y 5. A este respecto,
debe indicarse que el procedimiento y la instalación según la
invención permiten asegurar una deposición de un hilo de refuerzo
según una trayectoria de deposición, contenida en un plano radial,
en el ángulo entrante 32.
La figura 6 ilustra un ejemplo de trayectoria
para la deposición simultánea de dos hilos de refuerzo en
paralelo.
Por otra parte, según la naturaleza del adhesivo
utilizado para asegurar la unión, por una parte, de la primera capa
de hilos sobre la superficie del soporte y, por otra parte, de las
capas de hilos entre sí, la cabeza de deposición puede estar
equipada con diferentes accesorios.
Así, la figura 7 ilustra otra forma de
realización según la cual el linguete de deposición 11 está
equipado, por una parte, con medios 35 de aplicación de un
adhesivo, tales como, por ejemplo, una tobera de pulverización y,
por otra parte, con medios e activación 36, que están constituidos,
en el presente caso, por una fuente de rayos ultravioletas.
Según otra forma de realización de la invención,
los medios de aplicación 35 están constituidos por una tobera de
deposición de una resina caliente fundida aguas arriba del hilo de
refuerzo, durante la deposición de este último.
Bien entendido, podrían considerarse otros
diversos medios de deposición de un adhesivo, en función del
adhesivo adoptado.
De la misma manera, la instalación conforme a la
invención podría estar realizada de cualquier otra manera y, por
ejemplo, emplear una máquina automática o robot de brazos
articulados.
Otras diversas modificaciones pueden ser
aportadas también a la invención sin salirse de su marco.
Claims (24)
1. Procedimiento de fabricación de un refuerzo
fibroso multidireccional, destinado a constituir una preforma
porosa para la realización de una pieza de material compuesto,
procedimiento que consiste en depositar al menos un hilo de
refuerzo (F) en capas sucesivas sobre un soporte (2), en asociación
con un adhesivo, con el fin de asegurar, por una parte, una
adherencia de la primera capa sobre la superficie (3) del soporte
(2) y, por otra parte, una unión de las capas sucesivas entre
sí,
caracterizado porque consiste, además,
durante la deposición del hilo de refuerzo, en presionar este hilo
de refuerzo (F) contra el soporte (2) ejerciendo una presión de
dirección sensiblemente perpendicular a la superficie (3) del
soporte (2) en el punto de deposición del hilo (F) y para asegurar
el avance del hilo de refuerzo (F) durante la deposición del hilo
de refuerzo, con el fin de no inducir ninguna tensión en dicho hilo
de refuerzo y depositarlo en el estado de reposo.
2. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 1, caracterizado porque consiste en activar el
adhesivo durante la deposición del hilo de refuerzo (F).
3. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 1, caracterizado porque consiste en depositar
el adhesivo aguas arriba del hilo de refuerzo (F) durante la
deposición de este último.
4. Procedimiento de fabricación según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque consiste en
depositar el hilo de refuerzo (F) por medio de un linguete de
deposición (11) que presenta una cabeza de presión (13) destinada a
ejercer una presión sobre el hilo de refuerzo y una garganta de guía
del hilo (F) hasta la cabeza de presión (13).
5. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 4, caracterizado porque consiste en ejercer,
sobre el linguete de deposición (11), una presión perpendicular a
la superficie de la cabeza de presión (13) y en mantener la
superficie de la cabeza de presión (13) tangente a la superficie (3)
del soporte (2) durante la deposición del hilo de refuerzo (F).
6. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 5, caracterizado porque consiste en depositar,
simultáneamente, varios hilos de refuerzo (F) según trayectorias de
deposición paralelas.
7. Procedimiento de fabricación según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque consiste en
emplear, como adhesivo, un polvo termoplástico y en calentar la zona
de deposición del hilo de refuerzo.
8. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 7, caracterizado porque consiste en emplear un
hilo de refuerzo (F) recubierto, en parte al menos, por un polvo
termoplástico.
9. Procedimiento de fabricación según la
reivindicación 7 u 8, caracterizado porque consiste en
proyectar polvo termoplástico sobre la superficie durante la
deposición del hilo de refuerzo.
10. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque consiste en
emplear una superficie (3) de soporte (2) recubierta, en parte al
menos, con un polvo termoplástico.
11. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque consiste en
emplear, como adhesivo, una resina caliente fundida depositada sobre
el soporte durante la deposición del hilo de refuerzo y aguas
arriba de la deposición del hilo de refuerzo.
12. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque consiste en
emplear, como adhesivo, un hilo termoplástico revestido sobre el
hilo de refuerzo y en calentar el hilo de refuerzo al nivel de su
punto de deposición.
13. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque consiste en
emplear, como adhesivo, una solución o una emulsión pulverizable de
al menos una resina adhesiva.
14. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque consiste en
emplear un adhesivo íntimamente ligado al hilo de refuerzo para
formar un hilo de refuerzo híbrido.
15. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque consiste
en depositar el hilo de refuerzo en segmentos discontinuos.
16. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque consiste
en:
- \sqbullet
- Emplear un soporte (2) que presenta una forma cóncava localmente,
- \sqbullet
- Depositar los hilos de refuerzo en la región cóncava al menos del soporte (2).
17. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque consiste en
ejercer, sobre el hilo de refuerzo (F), una presión comprendida
entre 0,01 bar y 30 bares y con preferencia comprendida entre 0,1
bar y 1 bar.
18. Procedimiento de fabricación según una de
las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque consiste
en calentar el punto de deposición del hilo de refuerzo a una
temperatura comprendida entre 501C y 450ºC y con preferencia
comprendida entre 50ºC y 150ºC.
19. Preforma porosa que comprende varias capas
de hilos de refuerzo (F) depositadas sobre al menos dos direcciones
y unidas solidarias entre sí por un adhesivo, caracterizada
porque los hilos de refuerzo (F) están en el estado de reposo y no
están sometidos a ninguna compresión previa y porque la preforma
está fabricada conforme al procedimiento de fabricación según una
de las reivindicaciones 1 a 18.
20. Instalación para la realización del
procedimiento de fabricación según una de las reivindicaciones 1 a
18, caracterizada porque comprende:
- \sqbullet
- Un soporte (2), cuya superficie (3) presenta la forma del refuerzo fibroso a fabricar,
- \sqbullet
- Medios de almacenamiento (15) de al menos un hilo de refuerzo (F),
- \sqbullet
- Al menos una cabeza de deposición (5) que comprende medios de guía del hilo de refuerzo hasta los medios de deposición (10) que presentan una superficie de presión (13) del hilo de refuerzo contra la superficie (3) del soporte (2),
- \sqbullet
- Medios de guía (16) del hilo de refuerzo (F) desde los medios de almacenamiento (15) hasta la cabeza de deposición (5),
- \sqbullet
- Medios de desplazamiento de la cabeza de deposición (5),
- \sqbullet
- Medios de control (20) de los medios de desplazamiento adaptados para asegurar un desplazamiento de la cabeza de deposición (5) con relación a la superficie (3) del soporte (2), con el fin de desplazar los medios de deposición (10) contra la superficie (3) del soporte (23) según una trayectoria predeterminada, presionando el hilo de refuerzo (F) contra la superficie (3) del soporte (2) y manteniendo la superficie de presión (13) tangente a la superficie (3) del soporte (2) para que la presión ejercida posea una dirección perpendicular a la superficie (3) del soporte (2),
- \sqbullet
- Y medios (22) de introducción del hilo de refuerzo (F) durante su deposición, con el fin de no inducir ninguna tensión en el hilo de refuerzo (F).
21. Instalación según la reivindicación 20,
caracterizada porque comprende, como medios de deposición, un
linguete de deposición (11) que presentas una cabeza de presión
(13) destinada a ejercer una presión sobre el hilo de refuerzo
contra el soporte y una garganta de guía del hilo hasta la cabeza de
presión (13).
22. Instalación según la reivindicación 20 ó 21,
caracterizada porque comprende medios (35) de aplicación de
un adhesivo.
23. Instalación según una de las
reivindicaciones 20 a 22, caracterizada porque comprende
medios (36) de activación de un adhesivo.
24. Instalación según la reivindicación 23,
caracterizada porque los medios de activación (36) comprenden
medios de calefacción (21) de la zona de deposición y de presión
del hilo de refuerzo (F).
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