ES2315926T3

ES2315926T3 - Infusion a vacio por medio de una membrana semi-permeable.

Info

Publication number: ES2315926T3
Application number: ES05809233T
Authority: ES
Inventors: Tim Moller Hansen
Original assignee: LM Glasfiber AS
Current assignee: LM Wind Power AS
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2009-04-01
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: US7803302B2; EP1819504B1; EP1819504A1; CA2588022C; BRPI0518663A2; ATE411154T1; CN101094762A; BRPI0518663B1; JP4874261B2; US20080093761A1; DK176135B1; JP2008521648A; NO338206B1; AU2005312177A1; PL1819504T3; MX2007006282A; AU2005312177B2; NO20073380L; DE602005010473D1; CN100553955C

Abstract

Método de producción de un miembro de carcasa oblongo de material compuesto de fibras por medio de infusión por vacío, donde el material de fibras se impregna con un material de polímero líquido, y se aplica un molde con una cavidad de molde, en el que se coloca una inserción de fibras (3) con una primera cara lateral (1) y una segunda cara lateral (2), y donde dicha inserción de fibras incluye además una pluralidad de capas de fibras y una capa de distribución (4), permitiendo dicha capa de distribución una mayor velocidad de flujo para el material de polímero líquido que para las capas de fibras, estado colocada una membrana semipermeable frente la primera cara lateral (1) de la inserción de fibras, siendo dicha membrana semipermeable sustancialmente permeable a los gases y sustancialmente impermeable al material de polímero líquido y además está en comunicación con una fuente de vacío, en donde se genera un vacío en la cavidad del molde aspirando de ese modo al material de polímero, en donde la capa de distribución (4) se coloca en el interior de la inserción de fibras (3) con capas de fibras sobre ambos lados y está interrumpida por una zona (6), extendiéndose dicha zona en la dirección longitudinal del miembro de la carcasa y está colocada frente a la membrana semipermeable (5), y porque el material de polímero líquido se dirige por vía de los canales de entrada (7, 8) a la capa de distribución (4), creando así un frente de flujo (9, 10) entre la capa de distribución (4) y la segunda cara lateral (2), moviéndose dicho frente de flujo a través de la zona (6) hacia la membrana semipermeable (5).

Description

Infusión a vacío por medio de una membrana semi-permeable.

Campo de la técnica

La invención se refiere a un método según el preámbulo de la reivindicación 1.

Así, la invención se refiere a un método de producción de molduras de materiales compuestos de fibras por medio de moldeo por transferencia de resina impulsada por vacío (VARTM, del inglés Vacuum Assisted Resin Transfer Moulding), donde un material de polímero líquido, también llamado resina, se introduce en una cavidad de molde, en la que se ha colocado con antelación un inserto de material de fibras, y donde se genera un vacío en la cavidad del molde aspirándose de ese modo el material de polímero. El material de polímero puede ser termoendurecido o termoplástico.

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Antecedentes de la técnica

La infusión por vacío es un proceso utilizado para el moldeado de molduras de materiales compuestos de fibras, en donde las fibras se distribuyen de manera uniforme en una de las partes del molde, siendo dichas fibras mechas, es decir, haces de bandas de fibras, bandas de mechas o esterillas, que bien son esterillas de fieltro de fibras individuales o esterillas tejidas de mechas de fibras. La segunda parte del molde, que a menudo está hecha de una bolsa de vacío resiliente, se coloca posteriormente en la parte superior del material de fibras. Mediante la generación de un vacío, por lo general 80 a 90% del vacío total, en la cavidad del molde entre la cara interna de la parte del molde, y la bolsa de vacío, se puede aspirar el material de polímero líquido y llenar la cavidad del molde con el material de fibras contenido en la misma. Las llamadas capas de distribución y los tubos de distribución, también llamados canales de entrada, se usan entre la bolsa de vacío y el material de fibras con el fin de obtener una distribución eficiente y sólida del material de polímero tanto como sea posible. En la mayoría de los casos, el material de polímero que se aplica es poliéster o epoxi, y el refuerzo de fibras se basa la mayoría de las veces en fibras de vidrio o fibras de carbono.

Durante el proceso de llenado del molde, se genera un vacío en la cavidad del molde por los canales de vacío, en este sentido dicho vacío se entiende como una presión negativa, en virtud del cual el material de polímero líquido se aspira hacia el interior de la cavidad del molde por vía de los canales de entrada con el fin de llenar dicha cavidad del molde. A partir de los canales de entrada se dispersa el material de polímero en la cavidad del molde como un frente de flujo que se mueve hacia los canales de vacío. Así, es importante posicionar de forma óptima los canales de entrada y los canales de vacío con el fin de obtener un completo llenado de la cavidad del molde. Sin embargo, a menudo es difícil garantizar una distribución completa del material de polímero en la totalidad de la cavidad del molde, y, en consecuencia, a menudo se producen las llamadas manchas secas, es decir, áreas con material de fibras que no ha resultado ser lo suficientemente impregnado con resina. Así, las manchas secas son áreas, donde no se ha impregnado el material de fibras, y donde pueden haber bolsas de aire, que son difíciles de eliminar mediante el control de la presión de vacío y, posiblemente son una sobrepresión en el lado de la entrada. En relación con la infusión por vacío que emplea una parte de molde sólido y una parte de molde resiliente en forma de una bolsa de vacío, los manchas secas se pueden reparar después del proceso de llenado del molde mediante por ejemplo perforando la tela en las respectivas localizaciones y succionando del aire por medio de una aguja de inyección. Opcionalmente, se puede inyectar el material polímero líquido, en la localización pertinente, que por ejemplo también se puede hacer por medio de una aguja de inyección. Este es un proceso largo y tedioso. En el caso de las grandes molduras, el personal tiene que estar sobre la bolsa de vacío, lo que no es deseable, especialmente cuando el polímero no ha endurecido, ya que esto puede dar como resultado deformaciones en el material de fibras insertado y, por tanto, dar como resultado puntos débiles locales en las estructuras.

La literatura de Documentos de Patentes describe ejemplos de la utilización de una membrana semipermeable para distribuir la presión de vacío y, así reducir los problemas mencionados. En este sentido, el término de membrana semipermeable se entiende como una membrana que es permeable a los gases pero impermeable al material de polímero líquido. Así, si se coloca una membrana semipermeable sobre la inserción de fibras, las bolsas de aire se pueden eliminar fácilmente.

El Documento de Patente de los EE.UU. de número 2003/0011094 A1 describe el método de colocar una capa de distribución, a través de la cual el material de polímero líquido se puede dispersar rápidamente, a un lado de la inserción de fibras y una membrana semipermeable en el lado opuesto de la inserción de fibras. Una desventaja de este método es que el cuerpo terminado tiene una capa de distribución exterior sin fibra alguna, o con sólo una pequeña cantidad de fibras y, así, no contribuye a la rigidez al doblado del cuerpo en gran medida.

El Documento de Patente de número GB-A-2381493 describe un proceso de infusión por vacío en el que se coloca una capa de distribución dentro de un refuerzo fibroso.

En relación con la producción de molduras de materiales compuestos de fibra relativamente gruesas por medio de la infusión por vacío, se sabe como colocar capas de distribución intermedias o capas de flujo en el interior de la inserción de fibras, de modo que el polímero líquido pueda fluir en la inserción de fibras a través de dichas capas de distribución o capas de flujo y propagarse perpendicularmente en el material de fibras. Sin embargo, este método puede causar problemas con respecto a las manchas secas, ya que puede dar como resultado una pluralidad de frentes de flujo convergentes, que pueden encerrar bolsas de aire.

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Breve descripción de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un nuevo y mejorado método de producción de un miembro de carcasa oblongo de material compuesto de fibras por medio de la infusión por vacío, en el que se puede reducir el tiempo de llenado del molde, así como el riesgo de las manchas secas.

Según la invención, este objeto se logra mediante un método según la reivindicación 1, con la capa de distribución colocada en el interior de la inserción de fibras con las capas de fibras a ambos lados y contigua a una zona, extendiéndose dicha zona en la dirección longitudinal del miembro de la carcasa y colocándose frente a la membrana semipermeable, donde el material de polímero líquido se dirige a través de los canales de entrada hacia la capa de distribución, creando así un frente de flujo entre la capa de distribución y la segunda cara lateral, moviéndose dicho frente de flujo a través de la zona hacia la membrana semipermeable. Al principio el material de polímero líquido se mueve perpendicular a la capa de distribución. Entre la capa de distribución y la membrana semipermeable el frente de flujo se mueve sustancialmente y directamente hacia la membrana, mientras que, en el lado de la capa de distribución frente a la membrana semipermeable, el frente de flujo se mueve hacia la zona y a través de dicha zona hacia la membrana semipermeable. Así, la zona garantiza un acceso directo para el frente de flujo a través del material de fibras no impregnando, reduciendo de ese modo en gran medida el riesgo de las manchas secas. Al colocar la capa de distribución en el interior de la inserción de fibras se puede obtener una estructura fuerte. Con el fin de obtener un miembro con una gran rigidez al doblado, el material reforzado con fibras debe estar lo más alejado del centro del eje de gravedad como sea posible. Una capa de distribución con una alta permeabilidad no contribuye a la rigidez al doblado en gran medida, y, así, su colocación en zona muy exterior resulta desfavorable. Sin embargo, tener una capa de distribución situada en una zona muy exterior además de tener una capa de distribución en el interior del material de fibras puede ser conveniente, a fin de mejorar aún más el proceso de llenado del molde. Sin embargo, con una capa de distribución en el interior de la inserción de fibras, no se necesita una capa de distribución adicional muy gruesa. La membrana semipermeable garantiza una eficiente evacuación del aire, evitando al mismo tiempo la formación de bolsas de aire.

Según una realización preferente, la zona es una zona central, que divide la capa de distribución en dos áreas de capa de distribución, donde el material de polímero líquido se dirige por vía de los canales de entrada a las áreas de la capa de distribución, creando así dos frentes de flujo entre la capa de distribución y la segunda cara lateral, convergiendo dichos dos frentes de flujo en la inserción de fibras en un frente de flujo común, que se mueve a través de la zona central hacia la membrana semipermeable. Inicialmente, el material de polímero líquido se mueve perpendicularmente a las dos áreas de la capa de distribución. Entre la capa de distribución y la membrana semipermeable el frente de flujo se mueve sustancialmente y directamente hacia la membrana, mientras que, en el lado de la capa de distribución frente a la membrana semipermeable, el frente de flujo se mueve hacia la segunda cara lateral y luego hacia el interior de la zona central, donde los frentes de flujo procedentes de las dos capas de distribución se encuentran y se mueven a través de la zona central y hacia arriba hacia la membrana semipermeable. Así, la zona central garantiza un acceso directo para el frente de flujo/los frentes de flujos a través del material de fibras no impregnado, reduciendo de ese modo en gran medida el riesgo de manchas secas.

La capa de distribución puede por ejemplo ser de un material de núcleo poroso, por ejemplo madera balsa, provisto con canales, que forman como recesos en la superficie, y que se extienden a lo largo del plano de la capa de distribución perpendicular a la dirección longitudinal de la pala. Alternativamente, la capa de distribución puede ser de una red o de una estera de fibras con una alta permeabilidad.

Según una realización, se puede colocar una capa de distribución adicional en la segunda cara lateral de la inserción de fibras. De ese modo se puede garantizar de forma adicional que los frentes de flujos procedentes de las dos capas de distribución converjan sin formar manchas secas. La capa de distribución adicional puede ser sustancialmente más delgada que la capa de distribución, que se divide en dos áreas de capa de distribución.

Según una realización, la inserción de fibras puede ser de un laminado principal, que es una sección de refuerzo longitudinal en una mitad de la carcasa de pala para una pala de una turbina eólica. Tal laminado principal hace que la pala de la turbina eólica sea rígida y absorba grandes cargas de tensión durante la operación de la turbina eólica. Como el laminado principal en una pala de una turbina eólica está sometido a grandes cargas, es deseable evitar las manchas secas. Como el laminado principal proporciona a la pala una mayor rigidez, el material de fibras impregnado está un poco más alejado del eje central de la pala, por lo que es ventajoso una capa de distribución a una distancia del lado exterior de la inserción de la fibra

Según una realización, el laminado principal es 10 a 100 mm, 20 a 80 mm ó 30 a 50 mm de espesor, y 30 a
200 cm, 40 a 150 cm ó 50 a 120 cm de ancho.

Según una realización ventajosa, la membrana semipermeable es como máximo de espesor como el espesor del laminado principal, donde la bolsa de vacío no permeable se extiende a cada lado de la membrana semipermeable hacia los bordes de la mitad de la carcasa de pala. Opcionalmente la bolsa de vacío se puede extender desde un borde de la mitad de la carcasa de la pala a través de la membrana semipermeable hacia el segundo borde de la mitad de la carcasa de la pala.

Según una realización ventajosa, la zona central es 100 a 200 mm, 120 mm a 180 mm ó 130 a 170 mm de ancho. Se ha encontrado que tales anchos garantizan el logro del efecto intencional en la mayor medida posible.

Los canales de vacío se pueden disponer a lo largo de los bordes de la mitad de la carcasa de pala. De ese modo, las partes de la mitad de la carcasa de pala a cada lado del laminado principal se inyectan de manera eficiente con el material de polímero líquido.

Según una realización preferente, los canales de entrada se disponen a lo largo de los bordes longitudinales de la membrana semipermeable. De ese modo el material de polímero líquido puede fácilmente fluir hacia la capa de distribución y continuar hacia el laminado principal.

Según una realización especialmente ventajosa, se aplica una bolsa de membrana oblonga con una parte frontal, una parte trasera, un canal de vacío central y dos canales de entrada, extendiéndose dichos dos canales de entrada sobre sus respectivos lados del canal de vacío, donde la parte frontal frente al canal de vacío se conforma por la membrana semipermeable y la parte frontal frente a los canales de entrada es permeable al material de polímero líquido. Como resultado de ello, se puede reducir el tiempo para preparar el proceso de llenado del molde, ya que la membrana semipermeable y los canales de entrada se pueden colocar correctamente en relación el uno con el otro y en el mismo esquema de trabajo.

Según una realización particular ventajosa, la bolsa de membrana incluye un material de membrana semipermeable y una tela no permeable, que están unidos en la dirección longitudinal, por ejemplo por medio de soldadura, para formar el canal de vacío longitudinal y los canales de entrada a cada lado de dicho canal de vacío longitudinal, donde el material de la membrana semipermeable en el área de los canales de la entrada está perforado para que sea permeable al material de polímero líquido. Tal bolsa de membrana es simple de producir. El canal de vacío se puede llenar con una capa distanciadora, para asegurar que el canal de vacío no colapse cuando se comunique con una fuente de vacío. Una vez finalizada la infusión, el material de polímero líquido en los canales de la entrada se puede aspirar completamente, a medida que se doblan los canales de entrada. Así, se evita el desperdicio de material de polímero líquido en los canales de entrada en la mayor medida posible. Al mismo tiempo, es posible inyectar grandes cantidades de material de polímero líquido dentro de un corto período de tiempo.

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Breve descripción de los dibujos

A continuación, se explica en detalle la invención con referencia a una realización que se muestra en el dibujo, en el que

La Fig.1 es una sección transversal esquemática a través de una disposición para llevar a cabo el método según la invención.

Las Figs. 2 a-f son secciones transversales esquemáticas que muestran cómo se propaga el material de polímero líquido en la inserción de fibras al llevar a cabo el método según la invención, y

La Fig. 3 muestra una bolsa de membrana para llevar a cabo el método según la invención.

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La mejor manera de llevar a cabo la invención

La sección transversal en la vista de la Fig.1 a través de un molde para la fabricación de una mitad de la carcasa de pala para una pala de una turbina eólica por infusión por vacío muestra una parte de molde sólido 18 con una parte superior que coincide con el lado exterior de la mitad de la carcasa de la pala completa. En primer lugar, se coloca la llamada capa de gel en la cara interna de la parte del molde 18, sobre dicha capa de gel más tarde formará la parte exterior de la mitad de la carcasa de la pala. El material de fibras 3, 22 y la madera balsa 12 se colocan en la parte superior de la capa de gel. La inserción de fibra 3 que forma el laminado principal de la pala se coloca en la parte inferior del molde e incluye una primera cara lateral 1 hacia arriba, y una segunda cara lateral hacia abajo 2. Sobre la parte superior de la primera cara lateral 1 del laminado principal, se coloca una bolsa de membrana 23, que se muestra con mayor detalle en la Fig. 3, y que incluye un canal de vacío 15 con una membrana semipermeable 5 orientada hacia el laminado principal 3, y dos canales de entrada 7, 8. Los canales de vacío en forma de tubos perforados 16 se colocan en los bordes del molde. Se coloca una bolsa de vacío hermética 19 en la parte superior, y junto con la parte sólida del molde 18, define la cavidad del molde. Entre el material de fibras 22 más cercano a la bolsa de vacío 19 y la bolsa de vacío 19, se pueden colocar una llamada capa susceptible de ser arrancada no mostrada y una capa de distribución no mostrada, dichas capas garantizan la distribución del material de polímero líquido hacia la superficie interna de la totalidad de la mitad de la carcasa de la pala. En el área situada por debajo de la membrana semipermeable 5, se ha omitido la capa de distribución. Durante el proceso de llenado del molde, los canales de vacío 15, 16 se comunican con una fuente de vacío, y los canales de entrada 7, 8 se comunican con una fuente de material de polímero con material de polímero líquido. El vacío en los canales de vacío 2 genera un vacío en la cavidad del molde entre la parte del molde sólido 1 y la bolsa de vacío 19. Como resultado de ello, el material de polímero se aspira a través de los canales de entrada 7, 8 hacia al interior de la cavidad del molde, se propaga en el material de fibras 3, 22 e impregna este último. Cuando se completa el endurecimiento, se eliminan la bolsa de vacío 19 y la bolsa de membrana 23, así como las capas de distribución y la susceptible de ser arrancada que no se muestran.

Los refuerzos de borde 20, 21 de material de fibras se colocan en el borde de la parte frontal o en el borde de cabeza de la mitad de la carcasa de pala tal como se muestra a la izquierda en la Fig. 1, y en el borde trasero o en el borde de cola de la mitad de la carcasa de pala tal como se muestra a la derecha en la Fig. 1. Como se desprende de la Fig. 1 parte de la cavidad del molde está llena por la madera balsa en forma de pala 12 en el área entre el laminado principal 3 y los refuerzos de borde 20, 21. Esta pieza plana de material de madera balsa es porosa y, así, es permeable al material de polímero líquido. Una capa de distribución 4 de madera balsa se coloca en el interior del laminado principal 3 y comprende dos áreas de capa de distribución 4a y 4b, que se dividen por una zona central 6 que se extiende en la dirección longitudinal de la parte de la carcasa de pala. Aunque no se aprecia en el dibujo, las áreas de las capas de distribución 4a, 4b de la madera balsa están provistas con canales formados como huecos en la superficie y se extienden en el plano perpendicular a la capa de distribución y en la dirección longitudinal de la mitad de la carcasa de pala. Estos canales garantizan que el material de polímero líquido pueda fluir rápidamente en el plano de la capa de distribución.

Debido al vacío en la cavidad del molde, el material de polímero líquido fluye desde los canales de entrada 7, 8 al interior de la cavidad del molde durante el proceso de llenado del molde. Los canales de vacío 16 aspiran el material de polímero líquido hacia el borde de la parte frontal y hacia el borde posterior de la mitad de la carcasa de la pala, y el canal de vacío 15 aspira el material de polímero líquido hacia la inserción de fibras 3 del laminado principal.

Las Figs. 2a-f muestran la forma en que el material de fibras 3 del laminado principal se impregna con el material polímero líquido durante el proceso de llenado del molde. Las áreas de las capas de distribución 4a y 4b están formadas integralmente con o conectadas a las áreas de la madera balsa al lado del laminado principal y, en el centro del laminado principal están divididas por una zona central longitudinal 6, que no incluye material de distribución alguno. Así, esta zona 6 se llena con el mismo material de fibras que las áreas frente a y por debajo de la capa de distribución 4. El lado de la inserción de fibras del laminado principal 3 frente a la membrana semipermeable 5 se dispone con una capa de distribución adicional 11 en la forma de una capa de fibras de vidrio con una alta permeabilidad, lo que significa que el material de polímero líquido puede fluir más rápidamente a través de esta capa 11 que con el material de fibras 3. Esta capa de distribución adicional 11 puede lindar con la capa de gel directamente, o puede estar en la parte superior de una capa delgada de material de fibras.

La Fig. 2b es una vista esquemática del comienzo del proceso de llenado del molde, donde los canales de entrada 7, 8 están llenos de material de polímero líquido 17, indicado con el color oscuro. En la Fig. 2c la madera balsa 12 y las áreas de las capas de distribución 4a, 4b se han empapado con material de polímero líquido 17. En la Fig. 2d los frentes de los flujos 9, 10 del material de polímero se han trasladado hacia el interior del material de fibras de 3. En la Fig. 2e los frentes de los flujos 9, 10 han convergido en un frente de flujo común, que como se muestra en la cf. Fig. 2f, se mueve hacia arriba hacia la membrana semipermeable 5. La membrana semipermeable 5 garantiza que los frentes de los flujos 9, 10 en la parte superior de la capa de distribución 4 se muevan esencialmente y verticalmente hacia la membrana sin que entren en contacto el uno con el otro en el área de la zona central 6. Por debajo de la capa de distribución 4, los frentes de los flujos 9, 10 avanzan en paralelo hacia la capa de distribución 4 y se unen el uno al otro por debajo de la zona central 6. Posteriormente, el frente de flujo convergente se mueve hacia arriba a través de la zona central 6 hacia la membrana 5. Así, la zona central 6 sin capa de distribución alguna implica que no surjan manchas secas o bolsas de aire en la inserción de fibras 3.

La capa de flujo adicional ayuda a asegurar que los frentes de los flujos 9 10 no converjan de manera que surja una bolsa de aire o una mancha seca en un área situada debajo de la zona 6.

En las Figs. 1 y 2, la capa de distribución 4 es de madera balsa, pero puede muy bien puede ser de cualquier otro material con características de flujo sólido, por ejemplo, una esterilla de fibras de vidrio ligeramente tejidas o una estructura de tipo red con una alta permeabilidad y una gran capacidad.

En relación con el proceso de impregnación es de vital importancia garantizar que no surjan bolsas de aire en el interior de laminado principal 3, y una medida importante es, entre otras cosas, que la resina se dirija rápidamente desde los canales de entrada 7, 8 y baje a la capa de distribución 4 o a las dos áreas de la capa de distribución 4a, 4b. Esto se garantiza, por ejemplo, por la utilización de materiales, que garanticen las características de flujo adecuado. Por ejemplo, los materiales de fibras típicamente tienen una estructura que hace que el tiempo de flujo de la resina sea más rápido a través del plano del material de fibras que a lo largo del plano. Así, la resina se dirige desde los canales de entrada 7, 8 más rápidamente (o relativamente rápidamente) y a través del material de fibras superior 22 y baja hacia la madera balsa 12 y se dirige hacia el canal de vacío 15 durante un período de tiempo prolongado. Esto se garantiza de forma adicional por el material de fibras 22 que es relativamente delgado. Mediante la utilización de materiales con la permeabilidad adecuada en las diferentes direcciones y por el adecuado dimensionamiento de estos materiales, se pueden garantizar las características de flujo correctas en las diferentes direcciones.

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La madera balsa 12 es porosa y, además, normalmente está conformada con canales que se extienden entre las dos capas de material de fibras 22, así como en la dirección transversal y longitudinal de la mitad de la carcasa de la pala. Los canales, por ejemplo, pueden estar formados por la colocación de bloques de madera balsa sobre una tela o tela permeable. Por ejemplo, estos bloques de madera balsa se pueden colocar de tal forma que los diferentes canales estén colocados a intervalos de 25 mm el uno del otro. Así, la capa de madera balsa 12 garantiza unas buenas características de flujo sólido y que la resina se dirija rápidamente desde los canales de entrada 7, 8 y hacia las áreas de la capa de distribución 4a, 4b.

También es posible usar otra capa de distribución u otros medios de distribución que la anteriormente mencionada capa de madera balsa para dirigir la resina rápidamente desde los canales de entrada 7, 8 a las áreas de la capa de distribución 4a, 4b. En este sentido es importante que la capa de distribución o los medios de distribución garanticen las características de flujo sólido. Así, también son posibles realizaciones cuando los canales de entrada 7, 8 se comunican directamente con las áreas de la capa de distribución 4a, 4b, por ejemplo por medio de canales o agujeros.

Con el fin de garantizar que no surgen bolsas de aire durante el proceso de impregnación, además es importante que el espesor del laminado principal 3 y el ancho de la zona 6 estén adecuadamente dimensionados en relación el uno con el otro. Así, el ancho de la zona 6 debe ser mayor, por ejemplo 2 a 3 veces mayor y, normalmente, aproximadamente cinco veces mayor, que el espesor de la pieza del laminado principal 3 entre las áreas de la capa de distribución 4a, 4b y la segunda cara lateral 2 del laminado principal 3. El laminado principal 3 que incluye una inserción de fibras asegura que la resina fluya más rápidamente en la dirección entre la primera y la segunda caras laterales 1, 2 que en las direcciones paralelas a dichas dos caras laterales 1, 2. De ese modo la resina se dirige relativamente y rápidamente desde las áreas de la capa de distribución 4a, 4b y a través de las áreas del laminado principal 3, que se colocan entre las áreas de distribución 4a, 4b y la primera cara lateral 1 del laminado principal 3, y entre las áreas de la capa de distribución 4a, 4b y la segunda cara lateral 2 del laminado principal 3, respectivamente, mientras que los frentes de los flujos 9, 10 se dirigen relativamente de forma lenta hacia la zona central 6. Así, finalmente, los frentes de los flujos forman un frente de flujo convergente que se mueve hacia arriba a través de la zona central 6 hacia la membrana
5.

La Fig. 3 muestra una sección transversal esquemática más detallada de la vista a través de bolsa de membrana 23. La bolsa de membrana incluye una membrana semipermeable 5, que está soldada junto con una tela impermeable a los gases 24 a lo largo de las cuatro costuras de soldadura longitudinales. Así, se forman un canal de vacío central longitudinal 15 y dos canales de entrada 7, 8 que se extienden longitudinalmente a lo largo de los lados de dicho canal de vacío central. En el área con los canales de entrada 7, 8, la membrana semipermeable 5 está provista con perforaciones 14 que hacen que sea permeable al material de polímero líquido. En el canal de vacío 15 se puede colocar un material distanciador con la forma de una red tridimensional o semejante con el fin de garantizar que la membrana 15 y la tela 14 no colapsen durante el proceso de llenado del molde, durante el cual se genera un vacío en el canal de vacío 15. Los canales de entrada 7, 8 se pueden dimensionar para permitir el paso de una gran cantidad de material de polímero líquido través de ellos. A la finalización del proceso de llenado del molde, se cierra la fuente de material de polímero antes de cerrar la fuente de vacío con el resultado de que los canales de entrada 7, 8 se pueden vaciar fácilmente de material de polímero líquido. Esto reduce los residuos de material de polímero. Esta bolsa de vacío se puede colocar fácilmente y con rapidez en la parte superior del laminado principal antes de que se coloque una bolsa de vacío en la parte superior de la totalidad de la inserción de fibras.

Según la realización mostrada en la presente invención, el ancho de la membrana semipermeable 5 es bastante coincidente con el ancho del laminado principal 3. Sin embargo, el ancho de la membrana semipermeable 5 también puede ser menor que el del laminado principal, pero debe corresponder un mínimo al ancho de la zona longitudinal 6 a fin de garantizar que no surgen bolsas de aire. En teoría, en lugar de la membrana de vacío, se podría colocar un canal de vacío ancho frente a la zona central longitudinal 6, pero en este caso se aumenta el riesgo de formación de bolsas de aire, si el frente de flujo convergente no "alcanza" el canal de vacío.

En la realización mostrada en la presente invención, los canales de entrada se incluyen en la bolsa de membrana. Alternativamente, se podrían aplicar cuerpos con perfiles con la forma de \Omega conocidos per se o tubos perforados. Los canales de vacío 16 también pueden formarse como cuerpos con perfiles con la forma de \Omega o tubos perforados. Si se usan tubos de vacío perforados, éstos pueden opcionalmente estar reforzados con un cuerpo rígido en forma de espiral, que se extiende por el interior del tubo y evita el colapso de éste último debido al vacío.

De esta descripción resulta evidente para una persona habituada con la técnica que la capa de distribución intermedia interrumpida por una zona sin capa de distribución alguna es el principal objeto de la invención. El ancho de esta zona se puede determinar por medio de ensayos con cualquier moldura.

Según la realización mostrada en la presente invención, la capa de distribución 4 incluye dos áreas de capa de distribución 4a, 4b, que están divididas por una zona central 6. Sin embargo, la capa de distribución 4 también puede incluir únicamente una sola área de capa de distribución, como la zona 6 entonces se coloca entre el área de la capa de distribución y uno de los extremos de la inserción de fibras.

Lista de números de referencia

1: Primera cara lateral del laminado principal

2: Segunda cara lateral del laminado principal

3: Inserción de fibras/Laminado principal

4: Capa de distribución

4a: Primera área de la capa de distribución

4b: Segunda área de la capa de distribución

5: Membrana semipermeable

6: Zona central

7, 8: Canales de entrada

9, 10: Frentes de flujo

11: Capa de distribución adicional

12: Madera balsa

13: Uniones de soldadura

14: Perforaciones

15: Canal de vacío

16: Canales de vacío adicionales

17: Material de polímero líquido

18: Parte de molde sólido

19: Bolsa de vacío

20: Refuerzo de borde de la parte frontal

21: Refuerzo de borde de la parte posterior

22: Material de fibras

23: Bolsa de membrana

24: Tela impermeable a los gases

Claims

1. Método de producción de un miembro de carcasa oblongo de material compuesto de fibras por medio de infusión por vacío, donde el material de fibras se impregna con un material de polímero líquido, y se aplica un molde con una cavidad de molde, en el que se coloca una inserción de fibras (3) con una primera cara lateral (1) y una segunda cara lateral (2), y donde dicha inserción de fibras incluye además una pluralidad de capas de fibras y una capa de distribución (4), permitiendo dicha capa de distribución una mayor velocidad de flujo para el material de polímero líquido que para las capas de fibras, estado colocada una membrana semipermeable frente la primera cara lateral (1) de la inserción de fibras, siendo dicha membrana semipermeable sustancialmente permeable a los gases y sustancialmente impermeable al material de polímero líquido y además está en comunicación con una fuente de vacío, en donde se genera un vacío en la cavidad del molde aspirando de ese modo al material de polímero, en donde la capa de distribución (4) se coloca en el interior de la inserción de fibras (3) con capas de fibras sobre ambos lados y está interrumpida por una zona (6), extendiéndose dicha zona en la dirección longitudinal del miembro de la carcasa y está colocada frente a la membrana semipermeable (5), y porque el material de polímero líquido se dirige por vía de los canales de entrada (7, 8) a la capa de distribución (4), creando así un frente de flujo (9, 10) entre la capa de distribución (4) y la segunda cara lateral (2), moviéndose dicho frente de flujo a través de la zona (6) hacia la membrana semipermeable
(5).

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el material de polímero líquido se dirige desde los canales de entrada (7, 8) a la capa de distribución (4) por vía de una capa de distribución intermedia (12) colocada entre la capa de distribución (4) y los canales de entrada (7, 8).

3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el espesor del material de fibras (22) de la inserción de fibras (3) entre los canales de entrada (7, 8) y la capa de distribución (4) se limita de tal manera que el material de polímero líquido se dirige a la capa de distribución (4) antes de que el material de polímero líquido fluya hacia la zona (6) principalmente a través del material de fibras (22).

4. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material de polímero líquido se dirige desde los canales de entrada (7, 8) a la capa de distribución (4) por vía de una conexión directa, tal como uno o más canales entre los canales de entrada (7, 8) y la capa de distribución (4).

5. Método según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la zona (6) es una zona central (6), que divide la capa de distribución (4) en dos áreas de capa de distribución (4a, 4b), y porque el material de polímero líquido se dirige por vía de los canales de entrada (7, 8) a las dos áreas de la capa de distribución (4a, 4b), creando así dos frentes de flujo (9, 10) entre la capa de distribución (4) y la segunda cara lateral (2), convergiendo dichos frentes de flujos en la inserción de fibras (3) en un frente de flujo común (9, 10) que se mueve a través de la zona central (6) hacia la membrana semipermeable (5).

6. Método según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se coloca una capa de distribución adicional (11) en la segunda cara lateral (2) de la inserción de fibras (3).

7. Método según la reivindicación 6 caracterizado porque la capa de distribución intermedia (12) además se extiende sustancialmente hacia abajo a la capa de distribución adicional (11).

8. Método según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la inserción de fibras (3) forma un laminado principal, que es una sección de refuerzo longitudinal en una mitad de la carcasa de pala para una pala de una turbina eólica.

9. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque el laminado principal (3) es 10 a 100 mm, 20 a 80 mm ó 30 a 50 mm de espesor y 30 a 200 cm, 40 a 150 cm ó 50 a 120 cm de ancho.

10. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque la membrana semipermeable (5) es como máximo tan gruesa como el ancho del laminado principal, y porque una bolsa de vacío no permeable (19) se extiende a cada lado de la membrana semipermeable (5) hacia a los bordes de la mitad de la carcasa de pala.

11. Método según la reivindicación 10, caracterizado porque la zona (6) es 100 a 200 mm, 120 mm a 180 ó 130 a 170 mm de ancho.

12. Método según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque los canales de vacío (16) se disponen a lo largo de los bordes de la mitad de la carcasa de pala.

13. Método según una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque la los canales de entrada (7, 8) se disponen a lo largo de los bordes longitudinales de la membrana semipermeable (5).

14. Método según la reivindicación 13, caracterizado porque se aplica una bolsa de membrana oblonga con una parte frontal, una parte trasera, un canal de vacío central (15) y dos canales de entrada (7, 8), extendiéndose dichos dos canales de entrada sobre sus respectivos lados del canal de vacío (15), donde la parte frontal frente al canal de vacío (15) está formada por la membrana semipermeable (5) y la parte frontal frente a los canales de entrada (7, 8) es permeable al material de polímero líquido.

15. Método según la reivindicación 14, donde la bolsa de membrana (23) incluye un material de membrana semipermeable (5), y una tela no permeable (24), que están unidas en la dirección longitudinal, por ejemplo por medio de soldadura, para formar el canal de vacío longitudinal (15), y los canales de entrada (7, 8) a cada lado de dicho canal de vacío longitudinal, donde el material de membrana semipermeable en el área de los canales de entrada (7, 8) está perforado para que sea permeable al material de polímero líquido.