ES2339878T3

ES2339878T3 - Dispositivo y metodo de fabricacion de elementos estructurales compuestos curvos.

Info

Publication number: ES2339878T3
Application number: ES06787029T
Authority: ES
Inventors: Todd A. Brown; Darrell D. Jones; Andrew E. Modin
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2026-07-11
Also published as: US7469735B2; EP1910062B1; JP4987002B2; ATE456445T1; EP1910062A1; CN101277809B; JP2009502585A; KR20080031942A; US20070029038A1; HK1109601A1; DE602006012055D1; KR100945565B1; WO2007018935A1; CN101277809A

Abstract

Un dispositivo (302) para colocar una capa de material compuesto sobre una horma curva (200), cuya horma (200) tiene una superficie (202) de banda y una superficie (204) de cubierta, comprendiendo el dispositivo: un rodillo de compactación para compactar un material compuesto sobre la superficie (202) de banda y generar una capa (310) de banda; caracterizado porque el dispositivo comprende además un conjunto de rodillos (308) de guiado para comprimirse contra la superficie (204) de cubierta, en donde el rodillo de compactación es dirigido a lo largo de la horma (200) por los rodillos de guiado (308).

Description

Dispositivo y método de fabricación de elementos estructurales compuestos curvos.

Campo del invento

El presente invento se refiere en general a estructuras compuestas. Más particularmente, el presente invento se refiere a un dispositivo y un método de fabricación de elementos estructurales contorneados a partir de materiales compuestos.

\vskip1.000000\baselineskip

Antecedentes del invento

Los materiales compuestos se han venido utilizando crecientemente en una variedad de industrias, incluyendo las industrias del automóvil, la industria naval y la industria aeroespacial. Los materiales compuestos se han usado para producir estructuras no portantes de carga, tales como paneles para cascos de barco o para chasis de automóvil.. Estos materiales se han aplicado también en la fabricación de estructuras portantes de carga, tales como las vasijas de presión y los fuselajes de avión.

Los materiales compuestos tienen aplicación especialmente en el diseño de miembros estructurales portantes de carga. Los materiales compuestos utilizados en estos diseños incluyen materiales fibrosos de gran resistencia mecánica, tales como carbono, aramida, vidrio o cuarzo, unidos conjuntamente con un material de resina, tal como una resina epoxídica. Dichos materiales tienen la ventaja de una elevada relación entre resistencia a la tracción y peso, lo que permite el diseño de estructuras livianas que tengan una resistencia mecánica sustancial en tensión. Como la carga en estos materiales es soportada principalmente por las fibras, se han desarrollado una variedad de materiales compuestos con fibras unidireccionales, es decir, las fibras están alineadas sustancialmente en una dirección uniforme. Así, estos materiales se usan frecuentemente en diseños que sitúan las fibras a lo largo de la dirección de la carga de tracción en un miembro estructural.

Sin embargo, los diseños con materiales compuestos pueden tener el inconveniente de que las fibras unidireccionales no sigan el contorno del miembro estructural. Por ejemplo, en un elemento estructural que incluya una superficie que está curvada dentro de un plano, los materiales compuestos se pueden recortar a la forma del arco plano, pero las fibras no siguen la curva del arco. En este tipo de diseño, la orientación de las fibras unidireccionales no está situada en la dirección de cargar en el miembro estructural. Además, las fibras unidireccionales se cortan a lo largo del borde recortado de la curva.

De acuerdo con lo anteriormente expuesto, es conveniente proveer un método de fabricación de elementos estructurales curvos de materiales compuestos con fibras portantes de carga alineadas a lo largo de la curvatura del elemento estructural.

En el documento WO 2005/011961 se proporciona la técnica de los antecedentes. que describe un método y un aparato para conformar miembros estructurales alargados de materiales compuestos. El aparato incluye una base con un mandril sustancialmente alargado sobre la misma. Uno o más rodillos configurados para, al menos en parte, acoplarse complementariamente al mandril, están configurados para rodar sobre - y prensar - una o más capas de material compuesto sobre el mandril

\vskip1.000000\baselineskip

Sumario del invento

Las necesidades anteriormente indicadas se satisfacen, en gran parte, mediante el presente invento, que es un dispositivo según se define en la Reivindicación 1 de las reivindicaciones que se adjuntan como apéndice, y un método como se define en la Reivindicación 11. En un aspecto, se provee un método que en algunas realizaciones permite la fabricación semi-automatizada de elementos estructurales curvos de materiales compuestos con fibras portantes de carga alineadas a lo largo de la curvatura del elemento estructural usando una combinación de procesos de colocación y de tendido manual o automático de las fibras.

Una realización del presente invento se refiere a un dispositivo para colocar una capa de materiales compuestos sobre una horma curva aproximadamente a 0º con respecto a un eje longitudinal de la horma. La horma incluye una superficie de banda y una superficie de cubierta. El dispositivo incluye un rodillo de compactación de banda y un conjunto de guías. El rodillo de compactación de banda compacta un material compuesto sobre la superficie de banda y genera una capa de banda. El conjunto de rodillos de guiado se aprieta contra la superficie de cubierta. El rodillo de compactación se dirige a lo largo de la horma mediante los rodillos de guiado.

Otra realización del presente invento pertenece a un aparato para fabricar una capa curva de material compuesto. El aparato incluye medios para guiar, medios para colocar, y medios para compactar. Los medios para guiar dirigen un dispositivo de colocación de estopa a lo largo de una superficie de cubierta de una horma. Los medios para colocar colocan una pluralidad de tiras contiguamente colindantes de un material compuesto en la forma de un arco plano para formar una capa de banda sobre una superficie de banda de la horma. El material compuesto incluye una pluralidad de fibras que comprende una orientación general de fibra, y la orientación de fibras de cada una de las tiras está alineada sustancialmente a lo largo de la totalidad de la longitud del arco plano. Los medios para compactar compactan la capa de banda.

Todavía otra realización del presente invento se refiere a un método de fabricación de una capa curva de material compuesto. En este método, un dispositivo de colocación de estopa se guía a lo largo de una horma con un conjunto de rodillos que aprietan contra una superficie de cubierta de la horma. Adicionalmente, una pluralidad de tiras contiguamente colindantes de un material compuesto se colocan en la forma de un arco plano para formar una capa de banda sobre una superficie de banda de la horma. El material compuesto incluye una pluralidad de fibras que comprenden una orientación general de fibras y la orientación de fibras está alineada sustancialmente a lo largo de toda la longitud del arco plano. Además, la capa de banda se compacta.

De este modo se han expuesto, más bien en un sentido amplio, ciertas realizaciones del invento con el fin de que la descripción detallada de las mismas se pueda comprender mejor, y para que se pueda apreciar mejor la contribución de la técnica. Por supuesto, existen realizaciones adicionales del invento que se describen más adelante y que constituirán el asunto de las reivindicaciones que se adjuntan como apéndice a la presente memoria descriptiva.

En este sentido, antes de explicar con detalle al menos una realización del invento, se entenderá que el invento no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y a las disposiciones de los componentes expuestas en la descripción siguiente o ilustrada en los dibujos. El invento está capacitado para realizaciones adicionales a las descritas y para llevarse a la práctica y ejecutarse de diversas maneras. Asimismo, se entenderá se entenderá que la fraseología y la terminología empleadas en la presente memoria, así como en el resumen, son a título descriptivo y sin carácter limitativo.

Por tanto, los expertos en la técnica apreciarán que la concepción sobre la que está basada esta descripción se podría utilizar fácilmente como una base para el diseño de otras estructuras, métodos y sistemas para llevar a cabo los diversos fines del presente invento. Por tanto, es importante que las reivindicaciones se consideren como incluyentes de dichas construcciones equivalentes en tanto que no se aparten del alcance de las reivindicaciones.

\vskip1.000000\baselineskip

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1A es una vista en perspectiva que ilustra un elemento estructural curvo con una sección transversal en "C".

La Figura 1B es una vista en perspectiva de un elemento estructural curvo con una sección transversal en "L".

La Figura 2 es una vista en perspectiva que ilustra una herramienta de fabricación, o mandril, de acuerdo con una realización del invento.

La Figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra un proceso de fabricación y tendido de una capa de banda a 0º de un material compuesto de acuerdo con una realización del invento.

La Figura 4 es una vista en perspectiva que ilustra el tendido de una capa de cubierta a 0º de un material compuesto de acuerdo con el invento.

La Figura 5 es una vista en perspectiva del tendido de una capa diagonal a 45º de un material compuesto sobre una herramienta de fabricación.

La Figura 6 es una vista en perspectiva que ilustra el tendido de una capa transversal a 90º de un material compuesto.

La Figura 7 es una vista en perspectiva que ilustra una herramienta de fabricación con línea de molde exterior (por ejemplo hembra) para el tendido de un elemento estructural.

La Figura 8 es una vista en perspectiva que ilustra una herramienta de fabricación de línea de molde interior (por ejemplo macho) adecuada para el cercamiento de un tendido de elemento estructural en una bolsa herméticamente cerrada al vacío para el endurecimiento.

La Figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas que podrían seguirse para fabricar un elemento estructural curvo de material compuesto.

La Figura 10 es una vista en perspectiva que ilustra un dispositivo para colocar el tendido de una capa de banda de 0º de un material compuesto de acuerdo con una realización del invento.

La Figura 11 A es una vista simplificada que ilustra un dispositivo para colocar el tendido de una capa de banda de 0º de un material compuesto de acuerdo con una realización del invento.

La Figura 11 B es una vista simplificada que ilustra un dispositivo para colocar el tendido de una capa de banda de 0º y la capa de cubierta de un material compuesto de acuerdo con una realización del invento.

La Figura 11 C es una vista simplificada que ilustra un dispositivo para colocar el tendido de una capa de banda de 0º y de cubierta y colocar y/o comprimir una capa a lo largo de un radio de un elemento estructural de acuerdo con una realización del invento.

Descripción detallada

Una realización acorde con el presente invento provee un dispositivo para fabricar elementos estructurales curvos de material compuesto. El dispositivo se ha configurado para colocar una capa sobre una horma o herramienta de fabricación para una banda curva de material compuesto de tal manera que la orientación de las fibras del material compuesto esté sustancialmente alineada con la curvatura del elemento estructural.

Además o alternativamente para la colocación de una capa sobre la banda, el dispositivo está configurado para colocar una capa sobre la horma o herramienta de fabricación para un ala o cubierta curva de material compuesto de tal manera que la orientación de las fibras del material compuesto esté sustancialmente alineada con la línea central y/o borde del elemento estructural.

En la siguiente descripción, el elemento estructural de material compuesto primero se ilustra u describe para dar un ejemplo de un contexto adecuado para una realización del invento. Sin embargo, otros items de materiales compuestos son fácilmente adecuados para las diversas realizaciones. Por ejemplo, se podrían producir rectas, curvas compuestas, curvas multi-ejes, y otras análogas.

A continuación se describe una realización con referencia a las figuras de los dibujos, en las que los números análogos de referencia se refieren a partes análogas a lo largo de todas las figuras. En la Figura 1A se muestra un ejemplo de un elemento estructural 102 de material compuesto con una superficie plana curva, o superficie de banda, 104 y dos superficies laterales, o de cubierta, 106, 108 que forman una sección transversal en "C" que se podría producir mediante un método de una realización. Similarmente, la Figura 1 B muestra un ejemplo de un elemento estructural 110 de material compuesto con una superficie plana curva, o superficie de banda, 104 y una superficie de ala, lateral o de cubierta 106 (incluyendo varios cortes, u "orificios de ratón" 112 que no forman parte del presente invento) que se podrían producir usando un método de una realización del presente invento. Estos dos ejemplos de elementos estructurales 102, 110 corresponden a una realización de una primera sección de bastidor, o tirante de cizalladura, 110, y a una realización de una segunda sección de bastidor, o bastidor flotante 102, usadas como elementos de soporte estructural en un fuselaje de avión. Ejemplos de estos componentes aparecen en las solicitudes co-pendientes de patente de EE.UU., Nº de serie 10/851.381.concedidas a Biornsrad y colaboradores, tituladas"Secciones de cilindro de material compuesto para fuselajes de avión y otras estructuras, y métodos y sistemas para fabricar dichas secciones de cilindro", presentada el 20 de mayo de 2004, y Nº de serie 10/853.075 concedida a Jonson y colaboradores, titulada "Paneles estructurales para uso en fuselajes de aviones y otras estructuras", presentada el 25 de mayo de 2004. Sin embargo, se podrían usar realizaciones alternativas de este invento para producir cualquier elemento compatible portante de carga, incluyendo elementos de refuerzo, vigas y bastidores, tales como los usados en vasijas de presión, otros contenedores de material compuesto, barcos, trenes, sumergibles, arcos, edificios, puentes, rampas sísmicas, marcos de ventana o marcos de puerta.

En una realización del presente invento, los elementos estructurales se fabrican de un material compuesto, por ejemplo, una matriz de polímero, resina epoxídica, un plástico termoendurecible de poliéster, tal como polietereterquetono (PEEK), poliétercetonacetona (PEKK), o PPS reforzado con fibras, tal como carbono, aramida, vidrio, Kevlar, boro, Hybor o cuarzo, posiblemente entremezclado con metal., lámina metálica, tal como TiGr, o estratificado de metal y fibra. Estos materiales compuestos en general se "curan" (endurecen) en una forma más resistente por medio de una reacción química endotérmica, que requiere la adición de energía, por ejemplo, por calentamiento o irradiación. Ejemplos de materiales compuestos utilizados en diversas realizaciones de este invento incluyen epoxi reforzado con fibra de grafito, plástico reforzado con fibra (FRP), plástico reforzado con fibra de vidrio (GRP), plástico reforzado con fibra de carbono (CRP), compuestos de matriz metálica, (MMC), y carbono-carbono reforzado (fibra de carbono en una matriz de grafito).

Una realización podría incluir un proceso de tendido a mano, o manual, o un proceso de tendido automático, en el que un material compuesto, tal como una cinta de tela de material compuesto o simplemente de material compuesto, se coloca en una horma, mandril, o herramienta de fabricación. En la Figura 2 se ilustra un ejemplo de herramienta de fabricación, o mandril 200. El mandril 200 podría incluir una superficie 202 de banda, que corresponde a la superficie plana curva 104 del elemento estructural 102, 110 mostrado en las Figuras 1A y 1B. El mandril 200 podría incluir además una superficie lateral interior, o cubierta, 204; una superficie lateral exterior, o cubierta, 206; o ambas superficies lateral interior y lateral exterior, o cubiertas, 204,206. En otras realizaciones, el mandril 200 podría incluir una combinación casi sinfín de otras superficies.

Una realización podría incluir un dispositivo de colocación de fibras. Otra realización podría incluir un método de colocación de capas, en el que se podría usar el dispositivo de colocación de fibras para fabricar una capa de banda curva y/o una capa de cubierta de un elemento estructural. El proceso de colocación de fibras implica típicamente la colocación de múltiples "estopas" (es decir, haces sin torcer de filamentos continuos, tales como fibras de carbono o grafito, pre-impregnadas con un material de resina termoendurecido tal como una resina epoxídica conocida comúnmente como "estopa pre-impregnada") o una cinta de corte de material compuesto ("cinta de corte") sobre una herramienta de fabricación, o mandril. Las máquinas convencionales de colocación de fibras dispensan múltiples estopas a un cabezal móvil de descarga que colima las estopas (es decir, hace paralelos a las estopas) y aplica las estopas a una superficie de mandril usando uno o más rodillos de compactación que comprimen las estopas contra la superficie. Una estopa típica tiene aproximadamente desde 3,05 mm (0,12 pulgadas) hasta alrededor de 12,7 mm (0,50 pulgadas) cuando se ha aplanado. Adicionalmente, dichas máquinas incluyen típicamente medios para dispensar, fijar, cortar y restablecer estopas individuales durante la colocación. No obstante, tales máquinas convencionales son extremadamente complicadas, caras, y consumen tiempo para funcionar.

Una cinta de corte es una cinta de material compuesto que se ha cortado después de fabricarse en anchuras estándar por el fabricante. El corte de la cinta resulta en anchuras menores que permiten aumentar la maniobrabilidad y la personalización durante la aplicación con el fin de conseguir objetivos de capacidad de producción y de diseño. Por ejemplo, en una realización particular, una cinta de 305 mm (12 pulgadas) se corta en noventa y seis cortes uniformes de 3,18 mm (1/8 de pulgada) cada uno. En general, la cinta de corte podría tener anchuras que variasen desde aproximadamente 3,05 mm (0,12 pulgadas) hasta alrededor de 152 mm (6 pulgadas), y podría o no incluir papel de refuerzo.

En la Figura 3 se ha ilustrado una realización de un proceso 300 de colocación de fibras de acuerdo con el presente invento. En esta realización, un dispositivo 302 de colocación de estopa podría tender esencialmente tiras 304 contiguamente colindantes de un material compuesto adecuado. Ejemplos de un material compuesto adecuado incluyen, por ejemplo, hoja, cinta de corte pelicular, estopa pre-impregnada, etc. En una realización particular, las tiras se colocan en un arco plano 306 que corresponde a la forma de la superficie 202 de banda. Como resultado, las tiras y/o las fibras de la cinta de corte o estopa se orientan en alineación con la línea de centros longitudinal del arco a lo largo de toda la longitud de la curva sustancialmente sin distorsión de las fibras, tal como formando arrugas. En una realización particular, el elemento estructural curvo incluye la forma de un arco plano con radio uniforme, Sin embargo, otras realizaciones incluyen esencialmente elementos estructurales rectos, o elementos con una curvatura de radio no uniforme, y/o un contorno complejo que no está situado en un plano. En una realización alternativa, el dispositivo de colocación de estopa podría colocar múltiples capas, una encima de otra, creando una capa de grado más grueso.

Diversos procesos podrían incluir también un proceso de recorte de capa de banda, en el que se podría recortar una capa de banda para eliminar el exceso de material compuesto y de material de sustrato de los bordes de la capa de banda. Por ejemplo, en una realización de un proceso de recorte de capa de banda, un usuario, tal como un técnico o un ingeniero, o una máquina de corte de capas con control numérico, podrían cortar una capa de banda para conformarla a la forma de un perímetro de una superficie de banda posiblemente curva de un mandril o herramienta similar de fabricación, tal como la superficie 202 de banda.

En funcionamiento, el dispositivo 302 de colocación de estopa se podría utilizar para colocar una capa de banda y/o de cubierta sobre el mandril 200. Por ejemplo, al dispositivo 302 de colocación de estopa se le fuerza a moverse a lo largo del mandril 200, guiado por un conjunto de rodillos 308 que se acoplan a una o a las dos cubiertas laterales interior y exterior 204 y 206, para colocar una capa 310 de banda. Las tiras 304 que constituyen la capa 310 de banda se podrían extraer por tracción de una fuente de material tal como una cesta o carretel 312. A medida que las tiras 304 se introducen por tracción en el dispositivo 302 de colocación de estopa, podrían pasar a través de un peine, o sistema de comunicar tensión, y se podrían consolidar sobre el mandril 200 mediante un rodillo según se describe con mayor detalle en la presente memoria.

Al dispositivo 302 de colocación de estopa se le podría forzar a avanzar a lo largo del mandril 200 de cualquier manera adecuada. Por ejemplo, el dispositivo 302 de colocación de estopa podría incluir un dispositivo de accionamiento u otros de dichos mecanismos de impulsión. Adicionalmente, al dispositivo 302 de colocación de estopa lo podría hacer avanzar un usuario. La capa 310 de banda se podría orientar sobre la superficie curva 202 de banda del mandril de tal manera que las fibras de material compuesto se alineen con la línea central de la superficie curva a lo largo de toda la longitud del arco. A la capa 310 de banda se hace referencia en general como una capa de 0º, un convenio de nomenclatura que referencia el ángulo de las fibras con respecto a la línea central de la superficie. En una realización alternativa, la capa 310 de banda se podría tender sobre una capa anterior, que podría ser una capa de 0º, de \pm 45º, 90º, u otro tipo de capa, en el mandril 200.

En otra realización, se coloca una capa de cubierta mediante el dispositivo 302 de colocación de estopa en el mandril 200 (u otra herramienta de fabricación), utilizando un proceso 400 de tendido de capa de cubierta. La Figura 4 presenta un ejemplo del proceso 400 de tendido de capa de cubierta de acuerdo con el presente invento. En este ejemplo, una capa 402 de cubierta se podría tender sobre el mandril 200. La capa 402 de cubierta podría incluir una cinta de material compuesto, por ejemplo, de aproximadamente 50,8 mm (2 pulgadas ) de anchura, y se podría colocar sobre el mandril de tal manera que la orientación de las fibras de la cinta discurra en una dirección longitudinal, o sustancialmente 0º, a lo largo de la superficie 206 de cubierta. Como se muestra adicionalmente en la Figura 4, se podría tender una sola capa 402 o 404 de cubierta sobre un costado del mandril 200 para formar una sección transversal de forma de "L" con una sola ala, tal como la del ejemplo de un elemento estructural de la Figura 1B, y se podría aplicar una segunda capa 404 ó 402 de cubierta al lado opuesto del mandril 200 con el fin de formar una sección transversal en "C" con dos alas, tal como las del elemento estructural de la Figura 1A.

En el caso de cualquiera de las dos o de ambas capas de cubierta 402 y 404, los empalmes 406 y 408 se podrían formar a lo largo de la esquina del mandril 200 donde la capa de cubierta 402 y 404 encuentra a la capa de banda 310. De este modo, la capa o capas de cubierta 402 y 404 y la capa de banda forman una capa continua, sustancialmente de 0º, a través de la superficie 202 de banda y de una o ambas superficies 106 y 108 de cubierta. Como los empalmes 406 y 408 no interrumpen a las fibras de 0º a lo largo de la longitud de las superficies de banda y de cubierta, que se han diseñado para soportar cargas de tracción en la dirección longitudinal de las superficies de banda y de cubierta, los empalmes 406, 408 no afectan a la capacidad portante de carga de los elementos estructurales 102 y 110. Una realización alternativa podría incluir las capas de cubierta de 0º 402 y 404, sin una capa 310 de banda de 0º.

En todavía otra variante, que no es parte del presente invento, en la Figura 5 se ha representado un proceso 500 de tendido de capas en diagonal en el que una capa diagonal se podría colocar manual o automáticamente sobre un mandril. En este ejemplo, se podría colocar una capa diagonal 502 en el mandril 200 de tal manera que las fibras estén orientadas sobre el sesgo en aproximadamente 45º positivos (+) y negativos (-) de la línea central de la superficie de banda del mandril 200. La tela 504 de material compuesto de una realización es una tela de material compuesto pre-impregnada con una resina. Sin embargo, en otras realizaciones, la tela 504 de material compuesto podría incluir cualquier tipo adecuado de tela de material compuesto, incluyendo una tela de material compuesto de horma seca. Aunque la capa diagonal mostrada en la Figura 5 incluye una hoja de tela 504 de material compuesto, una realización alternativa podría incluir una capa diagonal formada a partir de tiras de tela de material compuesto tendidas sobre el mandril 200 de tal manera que las fibras de cinta estén orientadas aproximadamente a + 45º o - 45º de la línea central de la superficie de banda en el mandril. Además, las realizaciones alternativas podrían incluir una capa diagonal con las fibras orientadas en un sesgo en cualquier ángulo comprendido entre 0º y 90º de la línea central de la superficie de banda, por ejemplo, a 60º positivos y negativos.

Para formar las superficies de ala, lateral, o de cubierta del elemento estructural, el material de la capa diagonal 502 se corta más ancho que la superficie 202 de banda del mandril 200 de tal manera que como mínimo un borde de la capa diagonal 502 se pueda doblar sobre el costado del mandril 200. Un único borde de la capa diagonal 502 se podría doblar sobre la superficie exterior 206 de cubierta del mandril 200 con el fin de formar una sección transversal en "L", tal como la del elemento estructural mostrado en la Figura 1B. Alternativamente, con el fin de prevenir o minimizar la formación de arrugas, la capa diagonal 502 se podría colocar en primer lugar sobre la superficie 204 de cubierta interior del mandril 200 y luego doblarse sobre la superficie 202 de banda curva por comunicación de tensión y esparciendo uniformemente las fibras a través de la superficie 202 de banda curva para formar una sección transversal en "L". Adicionalmente, la capa diagonal 502 se podría doblar opcionalmente sobre la superficie 206 de cubierta exterior del mandril 200, para formar una sección transversal en "C", tal como la del elemento estructural mostrado en la Figura 1A. Similarmente, la capa diagonal 502 se podría colocar primero en la superficie 202 de banda curva por comunicación de tensión y esparciendo uniformemente las fibras a través de la superficie 202 de banda curva y luego doblarse sobre la superficie de cubierta exterior con el fin de formar una sección transversal en "L", tal como la del ejemplo de elemento estructural mostrado en la Figura 1B.

Otras variantes podrían incluir un proceso 600 de tendido de capa transversal, es decir, un proceso en el que se coloca una capa de una manera similar a la mostrada en la Figura 6, que no es parte del presente invento. En primer lugar, se corta en segmentos una cinta unidireccional 602 de material compuesto. Por ejemplo, la cinta se podría cortar en segmentos trapezoidales 604, como se muestra en la Figura 6. Para los fines de esta memoria descriptiva, el término "trapezoidal" se usa en el sentido de su significado común en inglés americano, con referencia a un cuadrilátero que tenga solamente dos lados paralelos, frente al significado común en inglés británico que se refiere a un cuadrilátero que no tenga dos lados paralelos. El término usado comúnmente en inglés británico para un cuadrilátero que tiene solamente dos lados paralelos es "trapecio".

Volviendo a la Figura 6, los dos lados no paralelos de los segmentos trapezoidales de cinta se podrían cortar en un ángulo tal que, cuando estén tendidos en el mandril 200, los dos borde no paralelos del segmento de cinta sean sustancialmente perpendiculares a la tangente de la línea central longitudinal de la superficie curva o superficie de banda 202 del mandril 200. Los segmentos 604 de cinta se podrían tender luego sobre el mandril 200 con el fin de formar una capa transversal 606 con las fibras orientadas aproximadamente en un ángulo recto con la línea central de la superficie 202 de banda del mandril 200, sin formar arrugas en los segmentos 604 de cinta.

Lo mismo que en el ejemplo de capa diagonal descrito anteriormente, la capa transversal 606 se podría cortar más ancha que la superficie de banda del mandril 200 detal manera que uno o los dos bordes de la capa transversal 606 se pudieran doblar sobre el costado o costados del mandril 200 con el fin de formar superficies de ala, laterales, o de cubierta. En una realización, la cinta se podría cortar en segmentos 608 de forma de "embudo" modificado, de tal manera que el borde o los bordes del segmento 608 de cinta que se doblan sobre las superficies de cubierta 204, 206 del mandril 200 tengan lados paralelos y que la parte sobre la superficie de banda 202 del mandril 200 tenga lados no paralelos. En una realización alternativa, la cinta se podría cortar en segmentos rectangulares y permitirse que se solapasen o que formasen espacios intermedios entre los segmentos de cinta cuando se tiendan sobre el mandril 200. De nuevo en este caso, se podría formar una sección transversal en "C" o una sección transversal en "L".

Alternativamente, con el fin de prevenir o minimizar la formación de arrugas, la capa transversal 606 se podría colocar en primer lugar sobre la superficie de cubierta interior 204 del mandril 200 y luego doblarse sobre la superficie 202 de banda curva tensando y esparciendo uniformemente las fibras a través de la superficie 202 de banda curva para formar una sección transversal en "L". Adicionalmente, la capa transversal 606 opcionalmente se podría doblar sobre la superficie de cubierta exterior 206 del mandril 200, con el fin de formar una sección transversal en "C", tal como la del ejemplo de elemento estructural mostrado en la Figura 1A. Similarmente, la capa transversal 606 se podría colocar primero sobre la superficie de banda curva 202 tensando y esparciendo uniformemente las fibras a través de la superficie de banda curva 202 y luego doblarse sobre la superficie de cubierta exterior para formar una sección transversal en "L", tal como la del ejemplo de elemento estructural mostrado en la Figura 1B.

En diversas realizaciones del invento, un elemento estructural se podría tender sobre -y luego endurecerse - en una herramienta de fabricación de línea de molde interior ("IML") (por ejemplo macho) similar al mandril 200, o bien el elemento estructural se podría tender sobre la IML, reducir su volumen, transferirse a una herramienta de fabricación con línea de molde exterior ("OML") (por ejemplo hembra), como se muestra en la Figura 7, y curarse (endurecerse). En una primera realización, después de los procedimientos de tendido según se han descrito en la presente memoria, el tendido de elemento estructural se cierra herméticamente dentro de una bolsa de vacío y se genera un vacío parcial dentro de la bolsa de vacío con el fin de extraer el aire atrapado del interior y de la parte de debajo de un material compuesto, entre estratos de capas de material compuesto y entre un material compuesto y un mandril respectivo. Por ejemplo, la Figura 8 es una vista en perspectiva que ilustra una herramienta de fabricación con línea de molde interior ("IML") (por ejemplo macho), adecuada para encerrar un tendido de elemento estructural en una bolsa de vacío cerrada herméticamente para su endurecimiento. Más específicamente, después del tendido del elemento estructural 102 de material compuesto, el mandril 200 o la herramienta de fabricación con IML mostrados en la Figura 8 se encierran dentro de una bolsa de vacío 802 y se genera un vacío parcial dentro de la bolsa de vacío 802 para asistir en la consolidación de los diversos estratos del elemento estructural 102 de material compuesto.

En una realización alternativa ilustrada en la Figura 7, el elemento estructural se tiende sobre la IML, se reduce su volumen, se transfiere a la herramienta de fabricación con OML 702, y se endurece. Por ejemplo, en un proceso de transferencia 700, se tiende un elemento estructural sobre el mandril 200 y se encierra en la bolsa de vacío 802.Se genera un vacío parcial dentro de la bolsa de vacío 802 para aspirar aire del tendido y compactar más las capas. A este procedimiento se hace referencia típicamente como "reducción de volumen". El tendido reducido de volumen se transfiere luego desde la herramienta de fabricación con IML hasta la herramienta de fabricación con OML 702 y se endurece. Opcionalmente, antes del endurecimiento, el elemento estructural tendido y la herramienta de fabricación 702 se podrían encerrar en una bolsa de vacío 704 y dentro de la bolsa de vacío 704 se podría generar un vacío parcial.

La Figura 9 es un diagrama de flujo que esquematiza un método de acuerdo con una realización para fabricar un elemento estructural de material compuesto. El proceso se podría iniciar en la etapa 902 donde se utiliza el dispositivo 302 de colocación de estopa para colocar tiras contiguamente colindantes de un material compuesto sobre el mandril 200. Según se ha expuesto anteriormente, en las diversas realizaciones el material compuesto podría estar en la forma de o bien cinta de corte o de estopa pre-impregnado. Además, como se ha indicado anteriormente, el dispositivo 302 de colocación de estopa podría colocar las tiras en cualquier número de formas viables o útiles, tales como el arco plano mostrado en la Figura 3, con las fibras de la cinta de corte o la estopa orientadas en alineación con la línea central longitudinal del arco a lo largo de toda la longitud de la curva, sin distorsión de las fibras, como las arrugas. La capa de banda se podría tender de tal manera que las fibras de material compuesto estén orientadas en una dirección de 0º alineadas con la línea central de la superficie de banda curva del mandril 200 a lo largo de toda la longitud del arco, como la capa de banda mostrada en la Figura 3. Además, diversas realizaciones podrían incluir más de una capa de banda en combinación con otras capas. Adicionalmente, en una realización alternativa el dispositivo 302 de colocación de estopa podría colocar múltiples capas, una encima de otra, creando una capa de grado más grueso.

En la etapa 904, la capa de banda que se colocó mediante el dispositivo 302 de colocación de estopa se podría recortar o cortar para completar la colocación de la capa de banda. Por ejemplo, un usuario o una máquina de corte de capa con control numérico podrían cortar la capa de banda en o cerca del extremo del mandril 200.

En la etapa 906, el dispositivo 302 de colocación de estopa se podría utilizar para colocar la capa 402 y/o 404 de cubierta sobre el mandril 200. Como se ha indicado anteriormente, la capa 402 y/o 404 de cubierta podrían incluir cinta de material compuesto, y se podrían colocar sobre el mandril u otra herramienta de tal manera que la orientación de las fibras de cinta discurra en una dirección longitudinal, o de 0º, a lo largo de la superficie de cubierta, tal como el tendido de capa de cubierta mostrado en la Figura 4. Se podría colocar una única capa de cubierta en un costado del mandril o herramienta con el fin de formar una sección transversal en "L" con una sola ala, como la del ejemplo de elemento estructural mostrado en la Figura 1B, más una segunda capa de cubierta que se podría aplicar al lado opuesto del mandril para formar una sección transversal en "C" con dos alas, tal como la de ejemplo de elemento estructural mostrado en la Figura 1 A, formando una capa continua de 0º a través de la superficie de banda y una o ambas superficies de cubierta. En varias realizaciones, se podría tender una capa de cubierta directamente sobre el mandril u otra herramienta, o alternativamente, sobre una capa o combinación de capas anteriores en el mandril u otra herramienta. Adicionalmente, varias realizaciones podrían incluir más de una capa de cubierta en combinación con otras capas.

En la etapa 908, una capa diagonal de \pm45º de tela de material compuesto se podría tender manual o automáticamente sobre un mandril, u otra herramienta similar de fabricación, tal como la mostrada en la Figura 2. La capa diagonal se podría colocar en el mandril u otra herramienta de tal manera que las fibras de tela se orientasen aproximadamente a \pm 45º de la línea central de la superficie de banda del mandril u otra herramienta, tal como la capa diagonal mostrada en la Figura 3. Según se ha indicado anteriormente, en diversas realizaciones la tela de material compuesto podría tomar la forma de cualquier tela adecuada de material compuesto, incluyendo una tela de material compuesto pre-impregnada con una resina. En varias realizaciones, se podría tender una capa diagonal directamente sobre el mandril u otra herramienta, o bien, alternativamente, sobre una capa o combinación de capas anteriores sobre el mandril u otra herramienta. Adicionalmente, varias realizaciones podrían incluir más de una capa diagonal en combinación con otras capas.

En la etapa 910, con el fin de formar superficies laterales, o de cubierta, del elemento estructural, la tela de material compuesto de la capa diagonal se podría cortar más ancha que la superficie de banda del mandril u otra herramienta para que al menos un borde de cada capa diagonal pudiera doblarse sobre el costado del mandril u otra herramienta. Se podría doblar un único borde de la capa diagonal sobre un costado del mandril u otra herramienta con el fin de formar una sección transversal en ``L\cdot, tal como la del ejemplo de elemento estructural mostrado en la Figura 1B, o se podrían doblar dos bordes sobre dos lados del mandril u otra herramienta para formar una sección transversal en "C", como la del ejemplo de elemento estructural mostrado en la Figura 1A. Alternativamente, con el fin de prevenir o minimizar la formación de arrugas de la tela de material compuesto sobre la superficie interior de cubierta del mandril, la capa diagonal se podría adherir en primer lugar a la superficie interior de cubierta y luego doblarse sobre la superficie de banda, estirando la tela de material compuesto lo necesario para prevenir o minimizar la formación de arrugas en la superficie de cubierta o en las superficies de banda. Adicionalmente, la capa diagonal se podría luego doblar sobre la superficie exterior de cubierta, estirando la tela de material compuesto lo necesario para prevenir o minimizar la formación de arrugas en la superficie de banda o en la superficie exterior de cubierta.

En la etapa 912, una cinta unidireccional de material compuesto se podría cortar en segmentos, tales como los segmentos de cinta mostrados en la Figura 6.

En la etapa 914, los segmentos de cinta se podrían tender manual o automáticamente en un mandril u otra herramienta de fabricación similar. Según se ha indicado anteriormente, las fibras de los segmentos de cinta se podrían alinear a sustancialmente 90 grados con la línea central de la superficie de banda del mandril u otra herramienta con el fin de formar una capa transversal de 90º. En el caso de segmentos de cinta trapezoidales o con forma de "embudo" modificada, las fibras se podrían orientar aproximadamente en un ángulo recto con la línea central de la superficie de banda del mandril u otra herramienta, sin solaparse ni crear espacios intermedios entre los segmentos de cinta, y sin formar arrugas en la cinta.

Como en el caso de la capa diagonal indicado anteriormente, la capa transversal se podría cortar más ancha que la superficie de banda del mandril u otra herramienta, y uno o dos bordes de la capa transversal se podrían doblar sobre el costado o los costados del mandril u otra herramienta para formar superficies laterales o de cubierta. De nuevo en este caso, de este modo se podría formar un elemento estructural con una sección transversal en "C" o una sección transversal en "L". En diversas realizaciones, se podría tender una capa transversal directamente sobre el mandril u otra herramienta, o alternativamente, sobre una capa o combinación de capas anteriores sobre el mandril u otra herramienta. Además, diversas realizaciones podrían incluir más de una capa transversal combinada con otras
capas.

En la etapa 916, el tendido de elemento estructural se podría transferir opcionalmente a una herramienta cóncava de fabricación, por ejemplo, un mandril hembra. Según se ha indicado anteriormente, la herramienta o mandril cóncavos podrían conformarse a la superficie externa del tendido de elemento estructural, como se ha mostrado en la Figura 7.

En la etapa 918, al tendido de elemento estructural se le podría dejar que se endurezca mientras está herméticamente cerrado dentro de una bolsa de vacío en un mandril u otra herramienta, como se muestra en la Figura 8, o en una herramienta o mandril cóncavos, como se ha mostrado en la Figura 7. Como se ha indicado anteriormente, el vacío podría extraer el aire atrapado del interior del material compuesto y desde por debajo del material compuesto, entre estratos de las capas de material compuesto y entre el material compuesto y el mandril.

En la etapa 920, una vez que se ha endurecido el tendido de material compuesto, se podría inspeccionar para verificar el cumplimiento con las especificaciones de diseño. A continuación, en la etapa 922, el tendido de elemento estructural se podría recortar, si fuese necesario, para eliminar cualquier material en exceso. Adicionalmente, las muescas, u "orificios de ratón", tales como los mostrados en la Figura 1B, se podrían recortar en el elemento estructural. El control continúa a la etapa 924 donde el proceso se sitúa en posición de espera o se detiene.

La realización ejemplar del diagrama de flujo de la Figura 9 anteriormente descrita incluye solamente una capa de banda, una capa de cubierta, una capa diagonal, y una capa transversal. Sin embargo, otras realizaciones podrían incluir cualquier número de capas en cualquier combinación de tendido y en cualquier orden. Por ejemplo, un bastidor flotante con una sección transversal en "C", tal como el elemento estructural mostrado en la Figura 1 A, podría incluir dieciocho capas sobre la superficie de banda y veintidós capas sobre cada una de las dos superficies de cubierta. En esta realización, el método podría incluir el tendido de la mitad de las capas en el orden siguiente:

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y ambas superficies de cubierta

-: una capa de cubierta sobre cada una de las dos superficies de cubierta

-: una capa adicional de cubierta sobre cada una de las dos superficies de cubierta

-: una capa de banda sobre la superficie de banda y una capa de cubierta solamente sobre las dos superficies de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa de cubierta sobre cada una de las dos superficies de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa transversal sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa de cubierta sobre cada una de las dos superficies de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa transversal sobre la superficie de banda y sobre las dos superficies de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

\vskip1.000000\baselineskip

La segunda mitad de las capas en la superficie de banda y cada una de las superficies de cubierta de este ejemplo se podrían tender luego en el mandril en el orden contrario de la primera mitad para formar un orden de tendido con una imagen especular, o simétrica, para un total de dieciocho capas sobre la superficie de banda y de veintiocho capas sobre cada una de las dos superficies de cubierta.

Otro ejemplo de elemento estructural con una sección transversal en "C", tal como el elemento estructural 102 mostrado en la Figura 1A, podría incluir la misma combinación de capas que en el ejemplo anterior, con la excepción de que cada uno de los dos extremos longitudinales de la superficie de banda podría incluir diez capas adicionales que cubriesen los últimos 30,48 centímetros (doce pulgadas) de la superficie de banda en cada extremo del elemento estructural. En esta realización, se podrían tender dos capas diagonales adicionales sobre la superficie de banda en cada extremo del elemento estructural simultáneamente con las dos capas de cubierta después de la primera capa diagonal de 45º, y antes de la primera capa de banda de 0º del ejemplo anterior.

Además, se podrían tender dos capas transversales adicionales sobre la superficie de banda en cada extremo del elemento estructural simultáneamente con las dos capas de cubierta después de la segunda capa diagonal, y antes de la tercera capa diagonal, del ejemplo anterior. Adicionalmente, se podría tender una capa de banda de 0º simultáneamente con la capa de cubierta entre de las tres capas finales del ejemplo anterior. Similarmente, se podría obtener un orden de capas simétrico mediante el tendido de una capa adicional de banda de 0º, dos capas transversales adicionales, y dos capas diagonales adicionales en el orden contrario entre las capas de la segunda mitad del ejemplo anterior.

En este último ejemplo, cada una de las capas adicionales (de la primera mitad de los estratos simétricos) se podría extender, por ejemplo, 1,27 cm (media pulgada) más allá hacia el centro del elemento estructural que en el ejemplo anterior. Es decir, por ejemplo, la primera capa diagonal adicional de 45º se podría extender 54,61 cm (20,5 pulgadas) desde cada extremo del tendido de elemento estructural; la segunda capa diagonal adicional de 45º se podría extender 33,02 cm (13 pulgadas) desde cada extremo del tendido; la primera capa transversal adicional se podría extender 34,29 cm (13,5 pulgadas) desde cada extremo del tendido; la segunda capa transversal adicional se podría extender 35,56 cm (14 pulgadas) desde cada extremo del tendido; y la capa de banda adicional se podría extender 36,83 cm (14,5 pulgadas) desde cada extremo del tendido. Con el fin de formar un orden de tendido simétrico, o de imagen especular, las cinco capas adicionales de la segunda mitad de los estratos simétricos se podrían extender 1,27 cm (0,5 pulgadas) menos que en la anterior.

Como un ejemplo más, un tirante de cizalladura con una sección transversal en "L", tal como el elemento estructural mostrado en la Figura 1B, podría incluir veinticuatro capas. En esta realización, el método podría incluir el tendido de la mitad de las capas en el orden siguiente:

-: una capa transversal sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa de banda sobre la superficie de banda y una capa de cubierta sobre las dos superficies de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

-: una capa diagonal de 45º sobre las superficies de banda y de cubierta

\vskip1.000000\baselineskip

La segunda mitad de las capas de este ejemplo se podría tender luego sobre el mandril en el orden contrario de la primera mitad para formar un orden de tendido de imagen especular, o simétrico para un total de veinticuatro capas sobre la superficie de banda y sobre cada una de las dos superficies de cubierta.

La Figura 10 es una vista en corte en perspectiva que ilustra el dispositivo 302 de colocación de estopa utilizado para colocar la capa de banda de 0º y/o de cubierta de un material compuesto de acuerdo con una realización del invento. Como se muestra en la Figura 10, el dispositivo 302 de colocación de estopa incluye un peine 1002, un dispositivo tensor 1004, una pieza de morro 1006 para estopa, un rodillo de compactación 1008, y unos rodillos 1010. En funcionamiento, el material compuesto se alimenta desde el carretel 312 con cada tira 204 introduciéndose a través de una ranura correspondiente en el peine 1002. Las tiras 204 se tensan por medio de cualquier dispositivo tensor adecuado. Por ejemplo, el dispositivo tensor 1004 incluye un bloque superior 1012 y un bloque inferior 1014. Las tiras 204 se podrían introducir entre el bloque superior 1012 y el bloque inferior 1014, y una fuerza que obliga al bloque superior 1012 y al bloque inferior 1014 a actuar juntos genera una tensión de arrastre sobre las tiras. El bloque superior 1012 y el bloque inferior 1014 incluyen superficies que son compatibles con cualquier resina contenida en las tiras 204. Por ejemplo, un plástico de peso molecular ultra-elevado (en adelante UHMW), una película de Teflon®, y productos similares son compatibles con algún sistema de resina. En un ejemplo particular, el bloque inferior incluye una superficie de plástico UHMW y el bloque superior 1012 incluye un respaldo de espuma con una superficie de película de Teflon®.

La pieza de morro 1006 para estopa guía a las tiras 304 hacia el rodillo de compactación 1008. Dicha pieza de morro 1006 para estopa podría incluir una pluralidad de ranuras 1006 que correspondan a las tiras 304. Las tiras 304 podrían entrelazarse, con una tira sí y una no de las tiras 306, siendo introducidas relativamente por encima de la pieza de morro 1006 en las ranuras correspondientes 1016. Adicionalmente, la pieza de morro 1016 para estopa podría incluir opcionalmente un elemento de calentamiento 1018 alimentado con una línea 1020 de energía eléctrica. Si existiese, el elemento de calentamiento 1018 se podría configurar para impartir calor suficiente a las tiras 304 para mejorar una o más de las características de trabajo de las tiras 304, tal como, por ejemplo, pegajosidad, drapeado, deformabilidad, etc.

El rodillo de compactación 1008 consolida las tiras 304 sobre la superficie 202 de banda ( sobre la capa 310 de banda aplicada anteriormente) para generar la capa 310 de banda. El rodillo de compactación 1008 incluye una superficie que es compatible con el sistema de resina utilizado. El rodillo de compactación 1008 podría incluir un material suficientemente elástico para facilitar la consolidación de las tiras 304.

Como se muestra en la Figura 10, en una realización, los rodillos 308 podrían estar dispuestos para apretarse contra la superficie 204 de cubierta un poco por debajo de la capa 402 de cubierta. A este respecto, a medida que se colocan sucesivas capas 402 de cubierta sobre la superficie 204 de cubierta, se alteran las dimensiones del elemento estructural 102 de material compuesto. Mediante la indización del guiado del dispositivo 302 de colocación de estopa con respecto a la superficie 204 de cubierta, se podrían evitar sistemas complejos para acomodarse para las dimensiones alteradas. Además, dependiendo de las características de los materiales compuestos, la capa 402 de cubierta podría no ser suficientemente lisa y/o rígida para un funcionamiento adecuado de los rodillos 308. De ese modo, haciendo que los rodillos 308 se acoplen a la superficie 204 de cubierta, se podrían evitar éstos y posiblemente otros problemas. Opcionalmente, el dispositivo 302 de colocación de estopa incluye otro conjunto de rodillos para acoplarse y/o apretarse contra la superficie 206 de cubierta. Si existen, los rodillos 308 configurados para acoplarse y/o apretarse contra la superficie 206 de cubierta son similares a los rodillos 308 configurados para acoplarse y/o apretarse contra la superficie 204 de cubierta.

Los rodillos 1010 podrían configurarse para mantener sustancialmente al dispositivo 302 de colocación de estopa en una altura predeterminada por encima de la superficie 202 de banda o de la capa 310 de banda colocada anteriormente. En un ejemplo particular, los rodillos 1010 incluyen una pluralidad de ruedas para acomodarse al diferente recorrido lineal de las ruedas interiores frente a las ruedas exteriores. Los rodillos 1010 podrían incluir cualquier material adecuado tal como, por ejemplo, UHMW, latón, Teflon®, y similares.

\newpage

Las Figuras 11A hasta 11C son vistas simplificadas que ilustran varias realizaciones del dispositivo 302 de colocación de estopa configurado para colocar el tendido de una capa de banda de 0º o de cubierta de un material compuesto. Como se ha mostrado en la Figura 11 B, el dispositivo 302 de colocación de estopa podría incluir un rodillo 1102 de compactación de capa de cubierta, una pieza de morro 1104 de capa de cubierta, un dispositivo tensor 1106 de capa de cubierta, y un carretel 1108 de capa de cubierta.

La Figura 11C es una vista simplificada que ilustra el dispositivo 302 de colocación de estopa para colocar el tendido de la capa 104 de banda de 0º y las capas 402 y 404 de cubierta y colocar y/o comprimir una capa 1000 de radios a lo largo de un radio del elemento estructural de material compuesto 102 de acuerdo con una realización del invento. Como se ha mostrado en la Figura 11C, el dispositivo 302 de colocación de estopa podría incluir un par de cada uno del rodillo de compactación 1102 de capa de cubierta, pieza de morro 1104 de capa de cubierta, dispositivo tensor 1106 de capa de cubierta, y carretel 1108 de capa de cubierta.

Además, el dispositivo 302 de colocación de estopa podría incluir opcionalmente uno o más rodillos de compactación de 45º 1110 para facilitar la compactación de la capa 1000 de radios en la interfaz entre la capa 310 de banda y las capas 402 y 404 de cubierta. Esta capa 1000 de radio podría incluir un radio o bisel para facilitar la transición desde la capa 310 de banda hasta las capas 402 y 404 de cubierta. La capa 1000 de radios podría incluir material de la capa 310 de banda y de las capas 402 y 404 de cubierta que se extienden más allá de las respectivas superficies y al interior del área de interfaz. Adicionalmente a otra realización, la capa 1000 de radios podría incluir estopa o cinta colocados por componentes similares al dispositivo tensor 1004, pieza de morro 1006 para estopa, y rodillo de compactación 1008.

Dado que a los expertos en la técnica pueden ocurrírseles fácilmente numerosas modificaciones y variaciones, no se desea limitar el invento a la construcción y operación exactas ilustradas y descritas, y de acuerdo con ello, se podría recurrir a todas las modificaciones y equivalentes adecuadas, que entren en el alcance del invento, según se define mediante las reivindicaciones que se adjuntan como apéndice.

Claims

```
\global\parskip0.930000\baselineskip
```
1. Un dispositivo (302) para colocar una capa de material compuesto sobre una horma curva (200), cuya horma (200) tiene una superficie (202) de banda y una superficie (204) de cubierta, comprendiendo el dispositivo:

un rodillo de compactación para compactar un material compuesto sobre la superficie (202) de banda y generar una capa (310) de banda;

caracterizado porque el dispositivo comprende además un conjunto de rodillos (308) de guiado para comprimirse contra la superficie (204) de cubierta, en donde el rodillo de compactación es dirigido a lo largo de la horma (200) por los rodillos de guiado (308).
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
2. Un dispositivo según la Reivindicación 1, que comprende además:

un segundo conjunto de rodillos (308) para comprimirse contra una segunda superficie (206) de cubierta de la horma (200);

un carretel (312) configurado para dispensar el material compuesto; y

un dispositivo tensor para generar una tensión suficiente de arrastre sobre el material compuesto.
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
3. Un dispositivo según la Reivindicación 1, que comprende además:

una pieza de morro para guiar el material compuesto hacia el rodillo de compactación; y

un elemento de calentamiento instalado en la pieza de morro para impartir suficiente calor sobre el material compuesto para mejorar las características del material compuesto.
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
4. Un dispositivo según la Reivindicación 1, que comprende además:

un rodillo de compactación de cubierta para colocar una capa (402) de cubierta sobre la superficie (204) de cubierta.
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
5. Un dispositivo según la Reivindicación 4, que comprende además:

un rodillo de compactación a 45º para impartir fuerza de compactación en una interfaz de la capa (310) de banda y la capa (402) de cubierta; y

un dispositivo de colocación de estopa a 45º para colocar una capa de radios, en el que el rodillo de compactación a 45º está configurado para compactar la capa de radios.
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
6. Un dispositivo según la Reivindicación 4, que comprende además:

un segundo rodillo de compactación de cubierta para colocar una segunda capa (404) de cubierta sobre una segunda superficie (206) de cubierta de la horma (200).
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
7. Un dispositivo según la Reivindicación 4, en el que la capa (310) de banda se coloca aproximadamente a 45º con respecto a un eje longitudinal de la horma (200).
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
8. Un dispositivo según la Reivindicación 1, que comprende además:

medios para colocar una pluralidad de tiras contiguamente colindantes del material compuesto en la forma de un arco plano para formar la capa (310) de banda sobre la superficie (202) de banda de la horma (200), en el que el material compuesto incluye una pluralidad de fibras que comprenden una orientación general de fibras, y la orientación de las
fibras de cada una de las tiras está sustancialmente alineada a lo largo de la totalidad de la longitud del arco plano.
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
9. Un dispositivo según la Reivindicación 8, que comprende además:

medios para dispensar la pluralidad de tiras, en los que cada tira incluye una rebanada cortada de una cinta unidireccional de material compuesto impregnada con una resina; y

medios para endurecer la capa de banda.
```
\global\parskip1.000000\baselineskip
```
10. Un dispositivo según la Reivindicación 8, que comprende además:

medios para colocar una capa (402) de cubierta sobre una superficie (204) de cubierta, cuya capa (402) de cubierta incluye una cinta de material compuesto que comprende una pluralidad de fibras de cinta que incluyen una orientación general de las fibras de cinta, en donde la orientación de las fibras de la cinta está alineada sustancialmente con una línea central longitudinal de la superficie de cubierta, y se forma un empalme en la interfaz de la capa (402) de cubierta y la capa (310) de banda;

medios para compactar la capa (402) de cubierta;

medios para compactar la interfaz de la capa (402) de cubierta y la capa (310) de banda; y

medios para colocar una capa de radios, en donde los medios que compactan la interfaz están configurados para compactar la capa de radios.
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
11. Un método de fabricación de una capa curva de material compuesto, que comprende las etapas de:

guiar a un dispositivo (302) de colocación de estopa a lo largo de una horma curva (200), cuya horma (200) tiene una superficie (202) de banda y una superficie (204) de cubierta, comprendiendo el dispositivo un rodillo de compactación de banda;

colocar un material compuesto en la forma de un arco plano para formar una capa (310) de banda sobre la superficie (202) de banda, en donde el material compuesto incluye una pluralidad de fibras que comprenden una orientación general de fibras, y la orientación de las fibras está alineada sustancialmente a lo largo de la totalidad de la longitud del arco plano; y

compactar la capa (310) de banda;

caracterizado porque:

el dispositivo (302) de colocación de estopa comprende además un conjunto de rodillos de guiado (308), y la etapa de guiar comprende además que los rodillos de guiado (308) se aprietan contra la superficie (204) de cubierta y dirigen al rodillo de compactación a lo largo de la horma (200);

y en el que, en la etapa de colocar, el citado material compuesto se coloca como una pluralidad de tiras contiguamente colindantes en la forma de un arco plano para formar la capa (310) de banda.
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
12. Un método según la Reivindicación 11, que comprende además la etapa de dispensar la pluralidad de tiras, en donde cada tira incluye una rebanada cortada de una cinta unidireccional de material compuesto impregnada con una resina.:
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
13. Un método según la Reivindicación 11, que comprende además la etapa de:

endurecer la capa (310) de banda.
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
14. Un método según la Reivindicación 11, que comprende además la etapa de:

colocar una capa (402) de cubierta sobre la superficie (204) de cubierta, cuya capa (402) de cubierta incluye una cinta de material compuesto que comprende una pluralidad de fibras de cinta que incluyen una orientación general de fibras de cinta, en donde la orientación de las fibras de la cinta está alineada sustancialmente con una línea central longitudinal de la superficie de cierta, y se forma un empalme en la interfaz de la capa (402) de cubierta y la capa (310) de banda.
```
\vskip1.000000\baselineskip
```
15. Un método según la Reivindicación 11, que comprende además las etapas de:

compactar la capa (402) de cubierta;

compactar la interfaz de la capa (402) de cubierta y la capa (310) de banda; y

colocar una capa de radios en la interfaz de la capa (402) de cubierta y la capa (310) de banda.