ES2356163T3 - USE OF CARBON FOAM COMPOSITE MATERIAL AND PROCEDURES TO USE THE SAME. - Google Patents

USE OF CARBON FOAM COMPOSITE MATERIAL AND PROCEDURES TO USE THE SAME. Download PDF

Info

Publication number
ES2356163T3
ES2356163T3 ES05712047T ES05712047T ES2356163T3 ES 2356163 T3 ES2356163 T3 ES 2356163T3 ES 05712047 T ES05712047 T ES 05712047T ES 05712047 T ES05712047 T ES 05712047T ES 2356163 T3 ES2356163 T3 ES 2356163T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tool
tool face
composite
materials
face
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES05712047T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Brian E. Joseph
Rick D. Lucas
Douglas J. Merriman
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Touchstone Research Laboratory Ltd
Original Assignee
Touchstone Research Laboratory Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Touchstone Research Laboratory Ltd filed Critical Touchstone Research Laboratory Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2356163T3 publication Critical patent/ES2356163T3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

Herramienta para la producción de al menos una pieza de material compuesto, comprendiendo la herramienta un cuerpo (400) de herramienta de espuma de carbono y soportando dicho cuerpo (400) de herramienta de espuma de carbono un material (405) de cara de herramienta, caracterizada porque el coeficiente de expansión térmica del material (405) de cara de herramienta y el cuerpo (400) de herramienta de espuma de carbono son equivalentes.Tool for producing at least one piece of composite material, the tool comprising a carbon foam tool body (400) and said carbon foam tool body (400) supporting a tool face material (405), characterized in that the coefficient of thermal expansion of the tool face material (405) and the carbon foam tool body (400) are equivalent.

Description

Campo de la invención Field of the Invention

Esta invención se refiere a un utillaje de material compuesto y a procedimientos para usar el mismo, más específicamente a la incorporación de espuma de carbono en un cuerpo de herramienta para formar piezas hechas de materiales de material compuesto. This invention relates to composite tooling and methods for using it, more specifically to incorporating carbon foam in a tool body to form parts made of composite materials.

Antecedentes de la invención Background of the invention

En general, los materiales de material compuesto se preparan incrustando un material de refuerzo dentro de un material de matriz. Los materiales de material compuesto que tienen altos grados de utilidad normalmente muestran propiedades mecánicas u otras superiores a las de los materiales individuales de los que se formó el material compuesto. Un ejemplo común de un material compuesto es la fibra de vidrio. La fibra de vidrio son fibras de vidrio, que son el material de refuerzo incrustado en una resina curada, que constituye el material de matriz. In general, composite materials are prepared by embedding a reinforcing material within a matrix material. Composite materials that have high degrees of utility typically show mechanical or other properties superior to those of the individual materials from which the composite material was formed. A common example of a composite material is fiberglass. Fiberglass are glass fibers, which are the reinforcement material embedded in a cured resin, which constitutes the matrix material.

Se ha encontrado que los materiales de material compuesto tienen un alto grado de utilidad cuando se usan como piezas de estructuras, componentes, submontajes, y similares, de montajes tales como aviones, misiles, barcos, equipo médico y artículos deportivos. Un material compuesto comúnmente usado en tales aplicaciones es la fibra de vidrio. Otros materiales compuestos que tienen grados particularmente altos de utilidad en tales aplicaciones son los que se preparan a partir de fibras de carbono combinadas con un material de matriz tales como las resinas termoestables (por ejemplo termoendurecidas y similares) y/o termoplásticos. Tales materiales compuestos se denominan materiales compuestos de fibra de carbono (denominado en lo sucesivo en el presente documento CFC), o más comúnmente, materiales compuestos de carbono. Los materiales compuestos de carbono se han usado, por ejemplo, como superficies de vuelo de aviones, cuerpos de misiles, soportes ortopédicos y palos de golf. La utilidad de tales materiales compuestos de carbono normalmente está relacionada con su razón de solidez frente a peso excepcionalmente alta y con su resistencia a la fatiga y a la corrosión. En la mayoría de los casos, estas propiedades beneficiosas superan a las de los metales u otros materiales sustituidos por el uso de los materiales compuestos de carbono. Adicionalmente, algunos tipos de materiales compuestos de fibra de carbono pueden carbonizarse para formar materiales compuestos de carbono-carbono. It has been found that composite materials have a high degree of utility when used as parts of structures, components, subassemblies, and the like, of assemblies such as airplanes, missiles, ships, medical equipment and sporting goods. A composite material commonly used in such applications is fiberglass. Other composite materials that have particularly high degrees of utility in such applications are those that are prepared from carbon fibers combined with a matrix material such as thermosetting resins (for example thermosetting and the like) and / or thermoplastics. Such composite materials are called carbon fiber composite materials (hereinafter referred to as CFC), or more commonly, carbon composite materials. Carbon composite materials have been used, for example, as aircraft flight surfaces, missile bodies, orthopedic supports and golf clubs. The usefulness of such carbon composite materials is usually related to their strength ratio to exceptionally high weight and to their resistance to fatigue and corrosion. In most cases, these beneficial properties outweigh those of metals or other materials substituted by the use of carbon composites. Additionally, some types of carbon fiber composite materials can be carbonized to form carbon-carbon composite materials.

Pueden desearse orientaciones de fibra específicas en el producto de material compuesto final para conferir solidez, rigidez y/o flexibilidad acentuadas a lo largo de ciertos ejes. Además, los materiales de formación de material compuesto, particularmente la fibra de carbono, son relativamente caros y la cantidad de desperdicio generalmente es desalentadora. Por tanto, los materiales compuestos se producen en tamaños, conformaciones y formas que se ajustan estrechamente a los requeridos por la aplicación deseada. De hecho, los materiales compuestos, particularmente los materiales compuestos de fibra de carbono usados en aplicaciones aeroespaciales y en muchas otras, se producen rutinariamente dentro de tolerancias muy restrictivas al tamaño requerido. Specific fiber orientations may be desired in the final composite product to confer accentuated stiffness, stiffness and / or flexibility along certain axes. In addition, composite materials, particularly carbon fiber, are relatively expensive and the amount of waste is generally discouraging. Therefore, composite materials are produced in sizes, shapes and shapes that closely match those required by the desired application. In fact, composite materials, particularly carbon fiber composite materials used in aerospace applications and many others, are routinely produced within tolerances that are very restrictive to the required size.

La formación de materiales compuestos, incluyendo materiales compuestos de carbono, para tal nivel de exigencia en cuanto a la dimensión, se lleva a cabo normalmente mediante el uso de dispositivos similares a moldes denominados comúnmente herramientas. Estas herramientas engloban una o más superficies, denominadas caras de herramienta, con lo que el material compuesto se forma, se conforma, se moldea o se produce de otro modo dando lugar a componentes de tamaños y conformaciones predeterminados. Tales componentes pueden incluir estructuras, piezas, submontajes y similares. La cara de herramienta es una superficie formada normalmente de manera que es una imagen especular negativa tridimensional precisa de una superficie del componente de material compuesto deseado. Es decir, una superficie elevada sobre la pieza de material compuesto se ajustará y se formará mediante una depresión de superficie dimensionada de manera equivalente (negativamente) de la cara de herramienta. Asimismo, una superficie rebajada sobre la pieza de material compuesto se ajustará y se formará mediante una superficie elevada dimensionada de manera equivalente (negativamente) de la cara de herramienta. En la práctica, una mezcla de un material de refuerzo y un material de matriz, por ejemplo fibra de carbono y una resina, se colocan en la cara de herramienta mediante cualquiera de varios procedimientos y se llevan en contacto estrecho con esa cara de herramienta. Las dimensiones de la cara de herramienta son de manera que este contacto moldea eficazmente una superficie de la mezcla de material de matriz y material de refuerzo para dar lugar a la conformación y las dimensiones deseadas. Entonces se solidifica el material de matriz, normalmente mediante el curado de la resina, para producir el componente de material compuesto. Por ejemplo, una fibra de carbono que contiene resina se cura normalmente mediante la aplicación de calor para dar un componente de CFC sólido que tiene una superficie que muestra la conformación y las dimensiones conferidas por la cara de herramienta. The formation of composite materials, including carbon composite materials, for such a level of demand in terms of size, is normally carried out by the use of mold-like devices commonly called tools. These tools encompass one or more surfaces, called tool faces, whereby the composite material is formed, shaped, molded or otherwise produced giving rise to components of predetermined sizes and conformations. Such components may include structures, parts, subassemblies and the like. The tool face is a surface normally formed such that it is a precise three-dimensional negative mirror image of a surface of the desired composite component. That is, a raised surface on the composite part will be adjusted and formed by a surface depression equivalently sized (negatively) of the tool face. Likewise, a recessed surface on the composite part will be adjusted and formed by an elevated surface sized equivalently (negatively) of the tool face. In practice, a mixture of a reinforcing material and a matrix material, for example carbon fiber and a resin, are placed on the tool face by any of several methods and are brought into close contact with that tool face. The dimensions of the tool face are such that this contact effectively molds a surface of the mixture of matrix material and reinforcement material to give rise to the desired shape and dimensions. The matrix material is then solidified, usually by curing the resin, to produce the composite component. For example, a resin-containing carbon fiber is normally cured by the application of heat to give a solid CFC component that has a surface showing the conformation and dimensions conferred by the tool face.

Además de la cara de herramienta, una herramienta también comprende un cuerpo de herramienta y normalmente una estructura de soporte. El cuerpo de herramienta comprende la cara de herramienta. Es decir, la cara de herramienta con la que se forma el material compuesto, por ejemplo un CFC, es una superficie del cuerpo de herramienta. El cuerpo de herramienta también puede englobar una cubierta que engloba como mínimo la cara de herramienta, o una parte de la misma, de manera que se forma un volumen esencialmente cerrado entre la cara de herramienta y la cubierta. La estructura de soporte se conecta al cuerpo de herramienta y puede ser para varios fines, incluyendo pero sin limitarse a, soporte, orientación y transporte del cuerpo y la cara de herramienta y junto con protección frente a daño del cuerpo y la cara de herramienta. In addition to the tool face, a tool also comprises a tool body and usually a support structure. The tool body comprises the tool face. That is, the tool face with which the composite material is formed, for example a CFC, is a surface of the tool body. The tool body can also cover a cover that encompasses at least the tool face, or a part thereof, so that an essentially closed volume is formed between the tool face and the cover. The support structure is connected to the tool body and can be for various purposes, including but not limited to, support, orientation and transport of the body and the tool face and together with protection against damage to the body and the tool face.

Características importantes del utillaje incluyen, por ejemplo, calidad, peso, solidez, tamaño, coste, facilidad de reparación y similares. Adicionalmente, se considera que la rigidez y la duración son características muy importantes del utillaje. Todas estas características dependen del diseño de la herramienta, de los materiales de construcción de la herramienta y de los materiales usados para formar el material compuesto. Important features of the tooling include, for example, quality, weight, strength, size, cost, ease of repair and the like. Additionally, stiffness and duration are considered to be very important features of the tooling. All these characteristics depend on the design of the tool, the construction materials of the tool and the materials used to form the composite material.

Una característica del utillaje que es muy importante es el coeficiente de expansión térmica (denominado en lo sucesivo en el presente documento CET y CETs en la forma plural) mostrado por la cara de herramienta. Cuando la cara de herramienta es una superficie del cuerpo de herramienta, el CET mostrado por la cara de herramienta depende del material del que está compuesto el cuerpo de herramienta. En general se desea que la cara de herramienta muestre un CET que sea sustancialmente similar o equivalente al CET de la pieza de material compuesto formada. Preferiblemente, el CET mostrado por la cara de herramienta debe ser similar o equivalente al CET de la pieza de material compuesto formada en un amplio intervalo de temperatura. La importancia de tener una similitud sustancial, o más preferiblemente una equivalencia, entre el CET de la pieza de material compuesto y el mostrado por la cara de herramienta está relacionada con la manera en que se preparan las piezas de material compuesto usando las herramientas. Es decir, normalmente, los materiales usados para formar el material compuesto se colocan sobre la cara de herramienta a temperatura ambiente. Entonces se aumenta la temperatura de la herramienta y los materiales de formación de material compuesto hasta alguna temperatura elevada, normalmente tal como 138,9ºC (250ºF) o más, para curar la resina del material compuesto. Una vez curada la resina, la pieza de material compuesto resultante, por ejemplo un CFC, es rígida. Tras el curado de la resina, la cara de herramienta y la pieza de material compuesto se enfrían hasta temperaturas ambiente. Tal exposición a temperaturas significativamente superiores a la temperatura ambiente es el motivo por el que se desea que el CET del utillaje se ajuste al de la pieza de material compuesto resultante. Por ejemplo, si el CET de la pieza de material compuesto es significativamente inferior al mostrado por la cara de herramienta, la pieza de material compuesto puede quedar atrapada o retenida en la herramienta mediante la contracción relativamente superior de las dimensiones de la cara de herramienta con el enfriamiento. A la inversa, si el CET de la pieza de material compuesto es significativamente superior al mostrado por la cara de herramienta, la pieza puede quedar retenida de nuevo en la herramienta o puede dañar la cara de herramienta durante la contracción o las dimensiones del material compuesto curado pueden diferir de las de la cara de herramienta. A characteristic of the tooling that is very important is the coefficient of thermal expansion (hereinafter referred to as CET and CETs in the plural form) shown by the tool face. When the tool face is a surface of the tool body, the CET shown by the tool face depends on the material of which the tool body is composed. In general it is desired that the tool face shows a CET that is substantially similar or equivalent to the CET of the formed composite part. Preferably, the CET shown by the tool face should be similar or equivalent to the CET of the composite piece formed over a wide temperature range. The importance of having a substantial similarity, or more preferably an equivalence, between the CET of the piece of composite material and that shown by the tool face is related to the way in which the pieces of composite material are prepared using the tools. That is, normally, the materials used to form the composite material are placed on the tool face at room temperature. Then the temperature of the tool and the composite forming materials is increased to some elevated temperature, usually such as 138.9 ° C (250 ° F) or more, to cure the composite resin. Once the resin has cured, the resulting composite piece, for example a CFC, is rigid. After curing the resin, the tool face and the composite piece are cooled to room temperatures. Such exposure to temperatures significantly higher than room temperature is the reason why it is desired that the CET of the tooling be adjusted to that of the resulting composite piece. For example, if the CET of the composite part is significantly lower than that shown by the tool face, the composite part can be trapped or retained in the tool by relatively superior contraction of the dimensions of the tool face with the cooling Conversely, if the CET of the composite part is significantly higher than that shown by the tool face, the part may be retained again in the tool or may damage the tool face during contraction or the dimensions of the composite material Curing may differ from those of the tool face.

Normalmente, los materiales compuestos de carbono tienen CETs relativamente bajos mientras que los CETs para la mayoría de otros materiales son mucho más altos. Por tanto, es muy difícil ajustar el CET mostrado por la cara de herramienta con el CET de un material compuesto de carbono ya que hay pocos materiales disponibles para la construcción del cuerpo de herramienta que tengan CETs suficientemente bajos. Tales materiales con CET bajo disponibles adecuados para la construcción del cuerpo de herramienta incluyen, por ejemplo, otros materiales compuestos de carbono, INVAR® (por ejemplo, una aleación de níquel y hierro de expansión controlada), y similares. Normally, carbon composites have relatively low CETs while CETs for most other materials are much higher. Therefore, it is very difficult to adjust the CET shown on the tool face with the CET of a carbon composite material since there are few materials available for the construction of the tool body having sufficiently low CETs. Such available low CET materials suitable for the construction of the tool body include, for example, other carbon composite materials, INVAR® (eg, a nickel alloy and controlled expansion iron), and the like.

INVAR® es duradero y tiene un CET que es sustancialmente similar al de los materiales compuestos de carbono. Sin embargo, las herramientas basadas en INVAR® normalmente son pesadas, difíciles de fabricar y pueden requerir, por ejemplo, hasta diecisiete fases separadas de fabricación. Estas numerosas fases de fabricación pueden conducir a un incremento de aproximadamente el 140% a aproximadamente el 250% en el coste del utillaje y a un incremento de cuatro veces en los tiempos de espera, tal como se trata en “Fabrication and Analysis of Invar Faced Composites for Tooling Applications”, Proceedings of Tooling Composites 93, Pasadena, California, que se incorpora al presente documento como referencia. INVAR® is durable and has a CET that is substantially similar to carbon composite materials. However, INVAR®-based tools are usually heavy, difficult to manufacture and may require, for example, up to seventeen separate manufacturing phases. These numerous manufacturing phases can lead to an increase of approximately 140% to approximately 250% in tooling costs and a four-fold increase in waiting times, as discussed in “Fabrication and Analysis of Invar Faced Composites for Tooling Applications ”, Proceedings of Tooling Composites 93, Pasadena, California, which is incorporated herein by reference.

De manera similar al utillaje basado en INVAR®, el utillaje basado en material compuesto de fibra de carbono puede ajustar el CET de piezas de CFC, y similares, incluso por ejemplo, el CET difícil de ajustar de los materiales de bajo CET. Para este tipo de utillaje, los materiales compuestos de fibra de carbono se usan como el cuerpo de herramienta total y/o la parte del cuerpo de herramienta que define la cara de herramienta. El utillaje basado en material compuesto de fibra de carbono es ventajoso ya que tales herramientas basadas en CFC son menos caras, más ligeras, tienen una masa térmica baja y requieren tiempos de espera más cortos para la fabricación de la herramienta que los del utillaje convencional tales como los basados en INVAR®. Sin embargo, las herramientas basadas en CFC normalmente son propensas al daño si no se manejan con cuidado, especialmente cuando se encuentra material compuesto en ellas. Adicionalmente, puede producirse la degradación de la superficie de las herramientas basadas en CFC como resultado de la repetición del ciclo de proceso debido a una combinación de adhesión de componentes, falta de ajuste del CET y descomposición oxidativa. Además, cualquier reparación necesaria de las herramientas basadas en CFC conduce a un incremento en los costes de reparación y mantenimiento. Además, las herramientas basadas en CFC se someten a tensiones dimensionales debidas al soporte irregular. Por consiguiente, debido a los problemas mencionados anteriormente, el utillaje basado en CFC no se usa comúnmente. Similar to INVAR®-based tooling, carbon fiber composite material-based tooling can adjust the CET of CFC parts, and the like, even for example, the difficult-to-adjust CET of low CET materials. For this type of tooling, carbon fiber composite materials are used as the total tool body and / or the part of the tool body that defines the tool face. Carbon fiber composite material-based tooling is advantageous since such CFC-based tools are less expensive, lighter, have a low thermal mass and require shorter wait times for tool fabrication than those of conventional tooling such such as those based on INVAR®. However, CFC-based tools are usually prone to damage if they are not handled with care, especially when composite material is found in them. Additionally, the surface degradation of CFC-based tools may occur as a result of the repetition of the process cycle due to a combination of component adhesion, lack of adjustment of the CET and oxidative decomposition. In addition, any necessary repair of CFC-based tools leads to an increase in repair and maintenance costs. In addition, CFC-based tools are subjected to dimensional stresses due to irregular support. Therefore, due to the problems mentioned above, CFC-based tooling is not commonly used.

Existen otras características importantes del utillaje de material compuesto, particularmente del utillaje de CFC, que también deben considerarse. Por ejemplo, además de ser rígido, duradero, fuerte y de CET ajustable, el utillaje también debe ser de bajo coste y fácil de producir. Es decir, un factor considerado normalmente cuando se selecciona el material para un cuerpo de herramienta es el número total de piezas que van a producirse. En esta consideración se incluye el hecho de que la producción de un gran número de piezas puede justificar más fácilmente un utillaje caro. Sin embargo, en general se acepta generalmente que se desea un utillaje rígido, fuerte, duradero y de CET ajustable, que puede producirse fácilmente a bajo coste, independientemente del número de piezas planificado. There are other important features of composite material tooling, particularly CFC tooling, which should also be considered. For example, in addition to being rigid, durable, strong and adjustable CET, the tooling should also be low cost and easy to produce. That is, a factor normally considered when selecting the material for a tool body is the total number of parts to be produced. This consideration includes the fact that the production of a large number of parts can more easily justify expensive tooling. However, it is generally accepted that a rigid, strong, durable and adjustable CET tooling is desired, which can be easily produced at low cost, regardless of the number of parts planned.

Las espumas de carbono son materiales con un contenido en carbono muy alto que tienen un volumen vacío apreciable. En su aspecto, a excepción del color, las espumas de carbono pueden parecerse a las espumas de plástico comerciales fácilmente disponibles. Al igual que con las espumas de plástico, el volumen vacío de las espumas de carbono se ubica dentro de numerosas células vacías. Los límites de estas células están definidos por la estructura del carbono. Estas células normalmente se aproximan a esferas o a ovoides de tamaño, conformación, distribución y orientación regular, pero no necesariamente uniforme. Los volúmenes vacíos en estas células normalmente se conectan directamente con los volúmenes vacíos circundantes. Una disposición de este tipo se denomina una espuma de célula abierta. El carbono en estas espumas forma una estructura que es continua en tres dimensiones a través del material. Normalmente, las células en las espumas de carbono son de un tamaño que es fácilmente visible a simple vista. Además, el volumen vacío de las espumas de carbono es de manera que normalmente ocupa mucho más que la mitad del volumen de la espuma de carbono. El tamaño, conformación, distribución y orientación regulares de las células dentro de la espuma de carbono distingue fácilmente a este material de otros materiales tales como los coques metalúrgicos. Las espumas de carbono se han preparado a partir de una variedad de materias primas usando una variedad de procesos. Por ejemplo, las materias primas para la producción de espuma de carbono han incluido, pero sin limitarse a, breas, carbones y derivados de carbón. Asimismo, se han identificado los procesos para la producción de espumas de carbono a partir de cada una de estas materias primas. La mayoría de estos procesos incluyen la exposición de la espuma de carbono a una temperatura elevada, a veces de hasta aproximadamente 3000ºC, tras la preparación de la espuma. Carbon foams are materials with a very high carbon content that have an appreciable empty volume. In their appearance, with the exception of color, carbon foams may resemble readily available commercial plastic foams. As with plastic foams, the empty volume of carbon foams is located within numerous empty cells. The limits of these cells are defined by the carbon structure. These cells normally approximate spheres or ovoids of regular size, conformation, distribution and orientation, but not necessarily uniform. The empty volumes in these cells normally connect directly with the surrounding empty volumes. An arrangement of this type is called an open cell foam. The carbon in these foams forms a structure that is continuous in three dimensions through the material. Normally, the cells in the carbon foams are of a size that is easily visible to the naked eye. In addition, the empty volume of carbon foams is such that it normally occupies much more than half the volume of carbon foam. The regular size, conformation, distribution and orientation of the cells within the carbon foam easily distinguishes this material from other materials such as metallurgical cokes. Carbon foams have been prepared from a variety of raw materials using a variety of processes. For example, raw materials for the production of carbon foam have included, but are not limited to, breasts, coals and carbon derivatives. Likewise, the processes for the production of carbon foams from each of these raw materials have been identified. Most of these processes include exposure of the carbon foam at an elevated temperature, sometimes up to about 3000 ° C, after foam preparation.

En Kuppusamy, Arvid, Develepment of framework for rapid tool manufacture for RIDFT process, se describe el uso de la espuma de carbono como material en un procedimiento de RIDFT. El material de carbono se describe como pulverulento, frágil y que rompe las láminas de silicona. In Kuppusamy, Arvid, Develepment of framework for rapid tool manufacturing for RIDFT process, the use of carbon foam as a material in a RIDFT procedure is described. The carbon material is described as powdery, fragile and that breaks the silicone sheets.

En Advanced Materials and Composite News, vol. 25; n.º 22, 17.11.2003, págs. 5-6 se notifica una espuma de C. En este documento se describe en general que la espuma de carbono puede usarse para utillaje. Además, se identifica que el material puede usarse en utillaje de material compuesto según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 11. In Advanced Materials and Composite News, vol. 25; No. 22, 11/17/2003, p. 5-6 a C foam is reported. This document generally describes that carbon foam can be used for tooling. In addition, it is identified that the material can be used in composite tooling according to the preamble of claims 1 and 11.

Sumario de la invención Summary of the invention

Se dan a conocer herramientas, para la formación de piezas de material compuesto a partir de materiales de formación de material compuesto, que tienen cuerpos de herramienta que comprenden, al menos en parte, espuma de carbono. Una superficie de la espuma de carbono incorporada puede definir al menos una parte de una cara de herramienta de una herramienta. Tools are disclosed for the formation of composite parts from composite materials, which have tool bodies that comprise, at least in part, carbon foam. A surface of the built-in carbon foam can define at least a part of a tool face of a tool.

La espuma de carbono soporta un material de cara de herramienta, una superficie del cual define al menos una parte de una cara de herramienta de una herramienta según la reivindicación 1. La espuma de carbono incorporada puede rellenarse parcial o completamente con un material de relleno. Parte de los materiales de relleno pueden carbonizarse tras el rellenado de la espuma de carbono. El uso de materiales de relleno puede proporcionar, por ejemplo, una cara de herramienta más lisa y/o hacer que algunas zonas de la espuma de carbono se vuelvan impermeable al paso de gases u otros materiales. Los materiales de cara de herramienta pueden incluir, pero sin limitarse a, materiales compuestos, en particular materiales compuestos de fibra de carbono, resinas, metales, incluyendo metales pulverizados con arco, materiales cerámicos y otros materiales. The carbon foam supports a tool face material, a surface of which defines at least a part of a tool face of a tool according to claim 1. The incorporated carbon foam can be partially or completely filled with a filler material. Part of the fillers can be carbonized after filling the carbon foam. The use of fillers can provide, for example, a smoother tool face and / or cause some areas of the carbon foam to become impermeable to the passage of gases or other materials. Tool face materials may include, but are not limited to, composite materials, in particular carbon fiber composites, resins, metals, including arc-sprayed metals, ceramic materials and other materials.

Las caras de herramienta de las herramientas dadas a conocer pueden mostrar coeficientes de expansión térmica (CETs) que son relativamente bajos. Las caras de herramienta que tienen tales CETs bajos pueden ser particularmente útiles para la preparación de materiales compuestos de CET bajo tales como materiales compuestos de fibra de carbono (CFC). Por ejemplo, un cuerpo de herramienta que comprende espuma de carbono, en el que una superficie de la espuma de carbono es una cara de herramienta para la producción de materiales compuestos de fibra de carbono (CFC) es particularmente ventajoso ya que el CET de la espuma de carbono puede ajustarse al del CFC resultante. Como otro ejemplo, la espuma de carbono de las herramientas dadas a conocer puede soportar un material de cara de herramienta, tal como un CFC, una superficie del cual proporciona una cara de herramienta para la producción de materiales compuestos de fibra de carbono (CFC). En este ejemplo, el CET de la espuma de carbono se ajusta al del material de cara de herramienta y al CFC resultante. The tool faces of the tools disclosed may show thermal expansion coefficients (CETs) that are relatively low. Tool faces having such low CETs can be particularly useful for the preparation of low CET composite materials such as carbon fiber composite materials (CFC). For example, a tool body comprising carbon foam, in which a surface of the carbon foam is a tool face for the production of carbon fiber composite materials (CFC) is particularly advantageous since the CET of the Carbon foam can be adjusted to that of the resulting CFC. As another example, the carbon foam of the disclosed tools can support a tool face material, such as a CFC, a surface of which provides a tool face for the production of carbon fiber composite materials (CFC). . In this example, the CET of the carbon foam fits that of the tool face material and the resulting CFC.

Las herramientas dadas a conocer pueden ser más ligeras, más duraderas y menos costosas de producir y/o usar que las herramientas convencionales usadas para la producción de piezas de material compuesto, particularmente que las herramientas usadas para la producción de CFC. Adicionalmente, tales herramientas pueden ser reutilizables, reparables y más fácilmente modificables que las herramientas de la técnica anterior. The tools disclosed may be lighter, more durable and less expensive to produce and / or use than conventional tools used for the production of composite parts, particularly than the tools used for the production of CFCs. Additionally, such tools can be reusable, repairable and more easily modifiable than prior art tools.

En ciertas realizaciones, la invención puede incluir una herramienta para la producción de al menos una pieza de material compuesto, comprendiendo la herramienta un cuerpo de herramienta en la que al menos una parte del cuerpo de herramienta es espuma de carbono. Una superficie del cuerpo de herramienta define una cara de herramienta, y una parte de la cara de herramienta puede ser al menos parcialmente una superficie de la espuma de carbono que comprende el cuerpo de herramienta. En algunas realizaciones, las células de la espuma de carbono pueden estar al menos parcialmente rellenas con un material de relleno. El material de relleno puede ser una resina curada, una brea, un material cerámico moldeable curado, una resina carbonizada, o una brea carbonizada. En ciertas realizaciones, el coeficiente de expansión térmica de la cara de herramienta es sustancialmente similar al coeficiente de expansión térmica de la pieza de material compuesto producida en la cara de herramienta. En realizaciones adicionales, al menos una parte de la espuma de carbono que comprende el cuerpo de herramienta soporta al menos parcialmente un material de cara de herramienta. El material de cara de herramienta puede ser metales, materiales cerámicos, una resina curada, un material compuesto de fibra, un material compuesto de fibra de carbono, un material compuesto particulado, INVAR®, carburo de silicio In certain embodiments, the invention may include a tool for the production of at least one piece of composite material, the tool comprising a tool body in which at least a part of the tool body is carbon foam. A surface of the tool body defines a tool face, and a part of the tool face can be at least partially a surface of the carbon foam comprising the tool body. In some embodiments, the carbon foam cells may be at least partially filled with a filler material. The filler material may be a cured resin, a pitch, a cured moldable ceramic material, a carbonized resin, or a carbonized pitch. In certain embodiments, the coefficient of thermal expansion of the tool face is substantially similar to the coefficient of thermal expansion of the piece of composite material produced on the tool face. In further embodiments, at least a part of the carbon foam comprising the tool body at least partially supports a tool face material. The tool face material may be metals, ceramic materials, a cured resin, a fiber composite, a carbon fiber composite, a particulate composite, INVAR®, silicon carbide

o materiales cerámicos de zircona. La espuma de carbono puede derivarse al menos en parte de brea, carbón o un derivado de carbón. En otras realizaciones, el cuerpo de herramienta puede tener forma de mandril. Todavía adicionalmente, la herramienta puede comprender además una cubierta colocada sobre al menos una parte de la cara de herramienta y encerrar al menos una parte de la cara de herramienta. La herramienta también puede incluir un orificio de conexión de depósito de resina en comunicación de vacío con la parte encerrada de la cara de herramienta. El orificio de conexión de depósito de resina puede estar adaptado para conectarse a un sistema de depósito de resina y proporciona transferencia de resina desde el sistema de depósito de resina hacia la parte encerrada de la cara de herramienta cuando se crea un vacío en la parte encerrada de la cara de herramienta. or zircona ceramic materials. Carbon foam can be derived at least in part from pitch, coal or a carbon derivative. In other embodiments, the tool body may have a mandrel shape. Still further, the tool may further comprise a cover placed on at least a part of the tool face and enclose at least a part of the tool face. The tool may also include a resin reservoir connection hole in vacuum communication with the enclosed part of the tool face. The resin reservoir connection hole can be adapted to connect to a resin reservoir system and provides resin transfer from the resin reservoir system to the enclosed part of the tool face when a vacuum is created in the enclosed portion of the tool face.

Ciertas realizaciones de la invención también pueden incluir un procedimiento para producir al menos una pieza de material compuesto, tal como se define en la reivindicación 11. El material de formación de material compuesto puede incluir una mezcla de una resina y al menos uno seleccionado del grupo que consiste en un material de refuerzo de material particulado y un material de refuerzo fibroso. El procedimiento puede incluir además la etapa de colocar una película de división entre los materiales de formación de material compuesto y la cara de herramienta. El procedimiento también puede incluir la etapa de recubrir al menos una parte de la cara de herramienta con un agente de liberación antes de poner en contacto la cara de herramienta con el material de formación de material compuesto. Todavía adicionalmente, la herramienta puede incluir además una cubierta colocada sobre al menos una parte de la cara de herramienta y que encierra al menos una parte de la cara de herramienta, y el material de formación de material compuesto puede colocarse sobre la parte encerrada de la cara de herramienta. Puede conseguirse un vacío dentro de la parte encerrada de la cara de herramienta. Certain embodiments of the invention may also include a process for producing at least one piece of composite material, as defined in claim 11. The composite forming material may include a mixture of a resin and at least one selected from the group which consists of a reinforcement material of particulate material and a fibrous reinforcement material. The method may also include the step of placing a dividing film between the composite materials and the tool face. The method may also include the step of coating at least a part of the tool face with a release agent before contacting the tool face with the composite forming material. Still further, the tool may further include a cover placed on at least a part of the tool face and enclosing at least a part of the tool face, and the composite material forming material may be placed on the enclosed part of the tool. tool face A vacuum can be achieved within the enclosed part of the tool face.

Breve descripción de las figuras Brief description of the figures

La figura 1 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un mandril comprendido en parte de espuma de carbono. Los materiales de formación de material compuesto se colocan entonces sobre la superficie exterior de este mandril para formar una pieza de material compuesto. Figure 1 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a mandrel comprised partly of carbon foam. Composite forming materials are then placed on the outer surface of this mandrel to form a piece of composite material.

La figura 2 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono en la que una superficie de la espuma de carbono se ha mecanizado o se ha contorneado o formado de otro modo hasta dar lugar a una configuración deseada para servir como una cara de herramienta. Figure 2 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body comprised at least in part of carbon foam in which a surface of the carbon foam has been machined or contoured or otherwise formed until giving rise to a desired configuration to serve as a tool face.

La figura 3 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono en la que una superficie de la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta soporta un material impermeable de la cara de herramienta. Una sección de este material de cara de herramienta se ha mecanizado o se ha contorneado o formado de otro modo hasta dar lugar a una configuración deseada para servir como una cara de herramienta. Figure 3 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body comprised at least in part of carbon foam in which a surface of the carbon foam incorporated in the tool body supports an impermeable material of the tool face A section of this tool face material has been machined or otherwise contoured or formed to a desired configuration to serve as a tool face.

La figura 4 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono en la que una superficie de la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta soporta un material impermeable de la cara de herramienta. Una sección de este material de cara de herramienta se ha mecanizado o se ha contorneado o formado de otro modo hasta dar lugar a una configuración deseada para servir como una cara de herramienta. Figure 4 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body comprised at least in part of carbon foam in which a surface of the carbon foam incorporated in the tool body supports an impermeable material of the tool face A section of this tool face material has been machined or otherwise contoured or formed to a desired configuration to serve as a tool face.

La figura 5 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo de herramienta comprendido al menos en parte de dos secciones mutuamente opuestas de espuma de carbono en la que una superficie mutuamente opuesta de cada sección de espuma de carbono soporta un material de cara de herramienta, cuyas superficies sirven como las caras de herramienta. Figure 5 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body comprised at least in part of two mutually opposite sections of carbon foam in which a mutually opposite surface of each section of carbon foam supports a material of tool face, whose surfaces serve as tool faces.

La figura 6 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono en la que una superficie de la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta se ha mecanizado o se ha contorneado o formado de otro modo hasta dar lugar a una configuración deseada para servir como una cara de herramienta. Figure 6 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body comprised at least in part of carbon foam in which a surface of the carbon foam incorporated in the tool body has been machined or has been contoured or otherwise formed to give rise to a desired configuration to serve as a tool face.

La figura 7 ilustra una representación en sección transversal de una primera mitad de un cuerpo de herramienta reutilizable comprendido al menos en parte de espuma de carbono, que tiene una superficie en la que se forma un canal y una conformación. Figure 7 illustrates a cross-sectional representation of a first half of a reusable tool body comprised at least in part of carbon foam, which has a surface on which a channel and a conformation are formed.

Descripción detallada de las realizaciones de la invención Detailed description of the embodiments of the invention

Puede utilizarse utillaje para fabricar piezas, incluyendo piezas de material compuesto, de diversos tipos, conformaciones, tamaños y materiales con una alta exactitud dimensional. El diseño del utillaje normalmente depende de la conformación deseada de la pieza que va a formarse, de los materiales usados para formar la pieza, de la cantidad de solidez y rigidez que debe tener el utillaje para soportar los materiales necesarios para formar la pieza, y/o del procedimiento usado para proporcionar los materiales para formar la pieza. Tooling can be used to make parts, including pieces of composite material, of various types, shapes, sizes and materials with high dimensional accuracy. The design of the tooling normally depends on the desired conformation of the piece to be formed, the materials used to form the piece, the amount of solidity and rigidity that the tooling must have to support the materials needed to form the piece, and / or of the procedure used to provide the materials to form the piece.

Herramientas engloba una o más superficies, denominadas caras de herramienta, con las que el material se forma, se conforma, se moldea o se produce de otro modo para dar lugar a una(s) pieza(s) que tiene una(s) superficie(s) de tamaños y conformaciones predeterminados. Tales piezas pueden incluir, pero sin limitarse a, estructuras, piezas, submontajes, partes de componentes, componentes parciales, y similares, incluyendo cualquier forma sólida que tenga una superficie conformada. La cara de herramienta es una superficie del cuerpo de herramienta, formada normalmente de manera que sea una imagen especular negativa tridimensional precisa de una superficie deseada de una pieza. Es decir, una superficie elevada en la pieza, por ejemplo una pieza de material compuesto, se ajustará y se formará mediante una depresión de superficie dimensionada de manera equivalente (negativamente) de la cara de herramienta. Asimismo, una superficie rebajada en la pieza se ajustará y se formará mediante una superficie elevada dimensionada de manera equivalente (negativamente) de la cara de herramienta. Tools encompasses one or more surfaces, called tool faces, with which the material is formed, shaped, molded or otherwise produced to give rise to a part (s) that has a surface (s) (s) of predetermined sizes and conformations. Such parts may include, but are not limited to, structures, parts, subassemblies, component parts, partial components, and the like, including any solid form having a shaped surface. The tool face is a surface of the tool body, normally formed to be a precise three-dimensional negative mirror image of a desired surface of a part. That is, a raised surface on the part, for example a piece of composite material, will be adjusted and formed by a surface depression equivalently (negatively) sized of the tool face. Likewise, a recessed surface in the part will be adjusted and formed by means of a high surface dimensioned in an equivalent way (negatively) of the tool face.

En la práctica, los materiales que comprenden una pieza de material compuesto pueden colocarse sobre la cara de herramienta mediante cualquiera de varios procedimientos. Comúnmente, los materiales compuestos utilizan una(a) resina(s) como material de matriz y fibra como el material de refuerzo. Sin embargo, también puede(n) usarse una(s) resina(s) y un(os) material(es) particulado(s) como el material de matriz y de refuerzo, respectivamente. En ocasiones la colocación de la fibra se controla estrechamente de manera que la pieza de material compuesto resultante muestra una separación y/u orientación de fibras específica. La fibra y la resina pueden mezclarse o combinarse de otro modo antes de la colocación de la cara de herramienta. Alternativamente, puede colocarse la fibra sobre la cara de herramienta y puede perfundirse posteriormente la resina al interior de la fibra mediante cualquiera de varios procedimientos. En algunos casos, antes de la colocación de los materiales que comprenden el material compuesto, puede cubrirse la cara de herramienta con una lámina fina de material, en ocasiones denominada lámina de división o película de liberación, que se forma estrechamente con la cara de herramienta. Puede considerarse que tales láminas son un recubrimiento temporal sobre la cara de herramienta. La superficie de esta lámina que no está en contacto con la cara de herramienta, es decir, la superficie externa de la lámina, se convierte eficazmente en la cara de herramienta. Tales láminas pueden usarse para proteger la cara de herramienta y/o para proporcionar una eliminación o liberación más fácil de la pieza de material compuesto formada. Alternativamente, puede evitarse que los materiales que comprenden el material compuesto se unan a la cara de herramienta recubriendo la cara de herramienta con un agente de liberación. Los agentes de liberación pueden incluir diversos polímeros, incluyendo PVA y ceras, entre otros materiales. Las películas de liberación pueden estar compuestas de cualquiera de varios materiales poliméricos que no se unen con ninguno de los materiales que comprenden el material compuesto. Se conocen muchos tipos de materiales, películas, compuestos y agentes de liberación en las técnicas asociadas y pueden usarse con la presente invención. In practice, materials comprising a piece of composite material can be placed on the tool face by any of several procedures. Commonly, composite materials use a resin (s) as matrix material and fiber as the reinforcing material. However, a resin (s) and a particulate material (s) can also be used as the matrix and reinforcing material, respectively. Sometimes the placement of the fiber is closely controlled so that the resulting composite piece shows a specific separation and / or orientation of fibers. The fiber and resin can be mixed or otherwise combined before the placement of the tool face. Alternatively, the fiber can be placed on the tool face and the resin can be subsequently perfused into the fiber by any of several methods. In some cases, before the placement of the materials comprising the composite material, the tool face can be covered with a thin sheet of material, sometimes referred to as a split sheet or release film, which forms closely with the tool face . Such sheets can be considered as a temporary coating on the tool face. The surface of this sheet that is not in contact with the tool face, that is, the outer surface of the sheet, effectively becomes the tool face. Such sheets can be used to protect the tool face and / or to provide easier removal or release of the formed composite part. Alternatively, it can be avoided that the materials comprising the composite material bind to the tool face by coating the tool face with a release agent. The release agents may include various polymers, including PVA and waxes, among other materials. The release films may be composed of any of several polymeric materials that do not bond with any of the materials comprising the composite material. Many types of materials, films, compounds and release agents are known in the associated techniques and can be used with the present invention.

Las dimensiones de la cara de herramienta pueden ser de manera que una superficie de los materiales que comprenden la pieza de material compuesto, comúnmente una fibra que contiene resina, se moldee eficazmente para dar lugar a la conformación y las dimensiones deseadas. La(s) resina(s) incluidas en los materiales que comprenden la pieza de material compuesto pueden curarse posteriormente, normalmente mediante la aplicación de calor, para dar una pieza de material compuesto sólida que tiene una superficie de la conformación y las dimensiones conferidas por la cara de herramienta. No es raro que tal calor se aplique en un horno o autoclave. El uso de un autoclave también puede proporcionar la formación de piezas de material compuesto a presiones elevadas. The dimensions of the tool face can be such that a surface of the materials comprising the piece of composite material, commonly a resin-containing fiber, is effectively molded to give rise to the desired shape and dimensions. The resin (s) included in the materials comprising the piece of composite material can be subsequently cured, usually by the application of heat, to give a piece of solid composite material that has a surface of the conformation and the dimensions conferred by The tool face. It is not uncommon for such heat to be applied in an oven or autoclave. The use of an autoclave can also provide the formation of composite parts at high pressures.

Además de la cara de herramienta, una herramienta comprende un cuerpo de herramienta y normalmente una estructura de soporte. El cuerpo de herramienta define la cara de herramienta. Es decir, la cara de herramienta con la que se forma la pieza de material compuesto es una superficie del cuerpo de herramienta. La estructura de soporte, si está presente, está conectada al cuerpo de herramienta y puede servir para varios fines, incluyendo pero sin limitarse a, soporte, orientación y transporte del cuerpo y la cara de herramienta junto con protección frente a daño del cuerpo y la cara de herramienta. In addition to the tool face, a tool comprises a tool body and usually a support structure. The tool body defines the tool face. That is, the tool face with which the composite part is formed is a surface of the tool body. The support structure, if present, is connected to the tool body and can serve several purposes, including but not limited to, support, orientation and transport of the body and the tool face together with protection against damage to the body and the tool face

La espuma de carbono normalmente es un material ligero, fuerte, de célula abierta, duradero, estable, fácilmente mecanizado y relativamente no reactivo. Las espumas de carbono también pueden mostrar coeficientes de expansión térmica muy bajos que pueden ser esencialmente equivalentes a los de los materiales compuestos de fibra de carbono. El CET de espuma de carbono puede modificarse controlando la temperatura máxima a la que se expone la espuma de carbono durante la preparación o mediante la selección de la de la materia prima del material usado para preparar espuma de carbono. Carbon foam is usually a light, strong, open-cell, durable, stable, easily machined and relatively non-reactive material. Carbon foams can also show very low thermal expansion coefficients that can be essentially equivalent to those of carbon fiber composites. The carbon foam TSC can be modified by controlling the maximum temperature at which the carbon foam is exposed during preparation or by selecting that of the raw material of the material used to prepare carbon foam.

Las herramientas de la presente invención tienen cuerpos de herramienta que incorporan espuma de carbono. Los cuerpos de herramienta pueden estar compuestos completa o parcialmente de espuma de carbono. La espuma de carbono de los cuerpos de herramienta individuales puede ser una o más piezas únicas de espuma de carbono. Si los cuerpos de herramienta individuales están compuestos de más de una pieza de espuma de carbono, pueden usarse adhesivos, resinas, y similares para unir las múltiples piezas de espuma de carbono. Si están compuestos parcialmente de espuma de carbono, los cuerpos de herramienta se construyen de manera que el CET de la cara de herramienta es sustancialmente similar o equivalente al de la espuma de carbono y las piezas de material(es) compuesto(s), particularmente material(es) compuesto(s) de fibra de carbono, preparadas de la misma. Si el cuerpo de herramienta está compuesto completamente de espuma de carbono, esta espuma de carbono puede tener un CET sustancialmente similar o idéntico al del material compuesto, particularmente material compuesto de fibra de carbono, y las piezas formadas del mismo. The tools of the present invention have tool bodies that incorporate carbon foam. The tool bodies may be composed entirely or partially of carbon foam. The carbon foam of the individual tool bodies may be one or more unique pieces of carbon foam. If the individual tool bodies are composed of more than one piece of carbon foam, adhesives, resins, and the like can be used to join the multiple pieces of carbon foam. If they are partially composed of carbon foam, the tool bodies are constructed such that the CET of the tool face is substantially similar or equivalent to that of the carbon foam and the pieces of composite material (s), particularly Carbon fiber composite material (s), prepared therefrom. If the tool body is composed entirely of carbon foam, this carbon foam may have a CET substantially similar or identical to that of the composite material, particularly carbon fiber composite material, and the formed parts thereof.

Las herramientas de la presente invención pueden ser reutilizables, reparables y más fácilmente modificables que las herramientas de la técnica anterior. Es decir, puesto que son reutilizables, las herramientas de la presente invención pueden usarse para producir secuencialmente más de una pieza de material compuesto. La espuma de carbono, que comprende al menos una parte del cuerpo de herramienta de las herramientas de la presente invención, puede unirse usando adhesivos, resinas y similares convencionales, y puede mecanizarse para dar lugar a estrechas tolerancias usando herramientas de mano y/o de máquina fácilmente disponibles. Como resultado de estas características, las herramientas son reparables por lo que secciones dañadas de espuma de carbono usada en un material compuesto que forma la herramienta pueden sustituirse fácilmente por espuma de carbono no dañada. Además, estas características de la espuma de carbono proporcionan la capacidad de sustituir fácilmente secciones de espuma de carbono usadas en un material compuesto que forma la herramienta de modo que pueden modificarse las secciones de una cara de herramienta, según se desee, sin sustitución de toda la cara de herramienta. The tools of the present invention can be reusable, repairable and more easily modifiable than the tools of the prior art. That is, since they are reusable, the tools of the present invention can be used to sequentially produce more than one piece of composite material. Carbon foam, comprising at least a part of the tool body of the tools of the present invention, can be joined using conventional adhesives, resins and the like, and can be machined to give rise to narrow tolerances using hand tools and / or tools. Easily available machine. As a result of these characteristics, the tools are repairable so damaged sections of carbon foam used in a composite material that forms the tool can easily be replaced by undamaged carbon foam. In addition, these characteristics of the carbon foam provide the ability to easily replace sections of carbon foam used in a composite material that forms the tool so that the sections of a tool face can be modified, as desired, without replacing all The tool face.

En la presente invención, una superficie de la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta sirve para soportar otros materiales que definen al menos una parte de la cara de herramienta o toda la cara de herramienta. Al definir la cara de herramienta, una superficie de la espuma de carbono o de otros materiales tiene una geometría o configuración suficiente para conferir la configuración deseada a una superficie de la pieza de material compuesto formada en ella. Estos otros materiales, denominados en esta memoria descriptiva materiales de cara de herramienta, tienen CETs sustancialmente similares o idénticos a los de de la espuma de carbono y a los de la pieza de material compuesto, particularmente una pieza de material compuesto de carbono, preparada en ella. Los materiales de cara de herramienta para la producción de piezas de CFC pueden ser be materiales compuestos de carbono. In the present invention, a surface of the carbon foam incorporated in the tool body serves to support other materials that define at least a part of the tool face or the entire tool face. When defining the tool face, a surface of the carbon foam or other materials has sufficient geometry or configuration to confer the desired configuration to a surface of the composite part formed therein. These other materials, referred to herein as tool face materials, have CETs substantially similar to or identical to those of the carbon foam and those of the composite part, particularly a carbon composite part, prepared therein. . The tool face materials for the production of CFC parts can be carbon composite materials.

Los materiales de cara de herramienta pueden utilizarse en una cantidad o forma de manera que el CET observado de la cara de herramienta sea sustancialmente similar o equivalente al de de la espuma de carbono y la pieza de material compuesto, particularmente una pieza de material compuesto de carbono, preparada en ella. The tool face materials can be used in an amount or form so that the observed CET of the tool face is substantially similar or equivalent to that of the carbon foam and composite piece, particularly a composite piece of carbon, prepared in it.

Tanto la espuma carbonosa del cuerpo de herramienta, como la parte de la cara de herramienta del cuerpo de herramienta, incluyendo cualquier material de cara de herramienta, pueden tener CETs sustancialmente similares a o idénticos al CET de la pieza de material compuesto resultante formada sobre la cara de herramienta. En una realización adicional, al menos una parte del cuerpo de herramienta, particularmente la parte del cuerpo de herramienta que soporta y/o define la cara de herramienta, y la cara de herramienta, puede ajustarse para que tenga un CET bajo. El CET de la espuma de carbono puede ser normalmente bajo y sustancialmente similar o idéntico a los de los materiales compuestos de fibra de carbono. Por tanto, se favorece particularmente el uso del utillaje de la presente invención para fabricar materiales compuestos de fibra de carbono, normalmente de dimensiones controladas. Debe observarse que es posible variar el CET de la cara de herramienta mediante la selección juiciosa de los materiales de cara de herramienta. También se contempla que el CET del cuerpo de herramienta puede variarse mediante la selección de la materia prima y/o el control de las condiciones del proceso usadas para producir la espuma de carbono. Tales condiciones del proceso pueden incluir, pero sin limitarse a, la temperatura máxima a la que se expone la espuma de carbono durante la producción de espuma. Both the carbonaceous foam of the tool body, and the part of the tool face of the tool body, including any tool face material, may have CETs substantially similar to or identical to the CET of the resulting composite part formed on the face of tool. In a further embodiment, at least a part of the tool body, particularly the part of the tool body that supports and / or defines the tool face, and the tool face, can be adjusted to have a low CET. The CET of the carbon foam may normally be low and substantially similar or identical to those of carbon fiber composites. Therefore, the use of the tooling of the present invention to manufacture carbon fiber composite materials, usually of controlled dimensions, is particularly favored. It should be noted that it is possible to vary the CET of the tool face by judicious selection of the tool face materials. It is also contemplated that the CET of the tool body can be varied by selecting the raw material and / or controlling the process conditions used to produce the carbon foam. Such process conditions may include, but are not limited to, the maximum temperature at which the carbon foam is exposed during foam production.

La espuma de carbono incorporada en los cuerpos de herramienta de la presente invención puede fabricarse con diversas geometrías predeterminadas para proporcionar caras de herramienta que reflejan esas geometrías. Alternativamente, un material de cara de herramienta puede formarse o fabricarse de otro modo con diversas geometrías predeterminadas para proporcionar caras de herramienta que reflejan las geometrías deseadas. Estas geometrías se incorporan entonces en una(s) superficie(s) de la pieza de material compuesto formada con el utillaje. La(s) cara(s) de herramienta define(n) al menos una superficie de al menos una pieza de material compuesto formada con el utillaje. Puede haber una pluralidad de caras de herramienta diferentes dispuestas en el mismo cuerpo de herramienta. Además, el utillaje de la presente invención puede usarse con otros tipos de utillaje conocidos. The carbon foam incorporated in the tool bodies of the present invention can be manufactured with various predetermined geometries to provide tool faces that reflect those geometries. Alternatively, a tool face material may be formed or otherwise manufactured with various predetermined geometries to provide tool faces that reflect the desired geometries. These geometries are then incorporated into a surface (s) of the composite part formed with the tooling. The tool face (s) defines at least one surface of at least one piece of composite material formed with the tooling. There can be a plurality of different tool faces arranged in the same tool body. In addition, the tooling of the present invention can be used with other types of tooling known.

Normalmente se requiere el uso de una película de división para evitar la unión de los materiales de formación de material compuesto a la espuma de carbono. Incluso con el uso de una película de división, el tamaño de célula de la espuma de carbono puede reflejarse en la posible modelización de superficie de la pieza de material compuesto resultante. Este tamaño de esta modelización puede modificarse mediante el uso de espumas de carbono que tienen otros tamaños de célula en el cuerpo de herramienta y la cara de herramienta resultante. Pueden utilizarse espumas de carbono de diferentes tamaños de célula en un cuerpo de herramienta. Por ejemplo, puede usarse una espuma de célula pequeña, densa para definir la cara de herramienta mientras que puede usarse una espuma de célula grande, más ligera, para soportar la espuma de carbono más densa que define la cara de herramienta. Alternativamente, una cara de herramienta puede incorporar superficies de espuma tanto de célula pequeña como de célula grande. La modelización de superficie de la pieza de material compuesto resultante reflejará entonces el uso de espumas de carbono de diferentes tamaños de célula. The use of a dividing film is usually required to prevent the bonding of composite forming materials to carbon foam. Even with the use of a dividing film, the cell size of the carbon foam can be reflected in the possible surface modeling of the resulting composite piece. This size of this modeling can be modified by the use of carbon foams that have other cell sizes in the tool body and the resulting tool face. Carbon foams of different cell sizes can be used in a tool body. For example, a small, dense cell foam can be used to define the tool face while a lighter, large cell foam can be used to support the denser carbon foam that defines the tool face. Alternatively, a tool face can incorporate both small cell and large cell foam surfaces. The surface modeling of the resulting composite piece will then reflect the use of carbon foams of different cell sizes.

Una modelización de superficie de este tipo puede minimizarse o eliminarse rellenando las células, es decir, el volumen vacío interno de la espuma de carbono, con un material de relleno. Los materiales de relleno puede incluir, pero sin limitarse a, resinas curadas, breas, materiales cerámicos moldeables curados, y similares. Algunos materiales de relleno, incluyendo pero sin limitarse a resinas curadas y breas, también pueden carbonizarse para producir un material de relleno de carbono. La espuma de carbono puede rellenarse parcial o completamente con el material de relleno. Por ejemplo, puede rellenarse con el material de relleno sólo el volumen de la espuma de carbono que está más cerca de la cara de herramienta. Alternativamente, puede rellenarse una fracción de todo el volumen vacío interno de la espuma de carbono. Un rellenado de este tipo puede ser completo de manera que cada célula esté completamente cargada con material de relleno o puede ser incompleto de manera que cada célula esté sólo parcialmente rellena con el material de relleno. El rellenado parcial de las células de la espuma de carbono minimizará la modelización. Sin embargo, se proporcionará una cara de herramienta más lisa mediante el rellenado completo de las células de la espuma de carbono como mínimo en la cara de herramienta superficie. Adicionalmente, una superficie más lisa puede proporcionar el uso de un agente de liberación, en lugar de una película de división, para evitar la unión de los materiales de formación de material compuesto a la cara de herramienta. Puede requerirse el rellenado completo de las células de la espuma de carbono en cierto volumen de la espuma que rodea la cara de herramienta, incluyendo posiblemente el rellenado de las células de la espuma de carbono en la cara de herramienta superficie, con un material de relleno impermeable al gas para aquellos casos en los que se desea que se produzca un vacío por encima de la cara de herramienta. Adicionalmente, las células de la espuma de carbono pueden rellenarse parcial o completamente con un material de relleno para aumentar las propiedades mecánicas, tales como la solidez, de la espuma. A surface modeling of this type can be minimized or eliminated by filling the cells, that is, the internal void volume of the carbon foam, with a filler material. Fillers may include, but are not limited to, cured resins, breasts, cured moldable ceramic materials, and the like. Some fillers, including but not limited to cured and breasted resins, can also be carbonized to produce a carbon filler material. The carbon foam can be filled partially or completely with the filler material. For example, only the volume of the carbon foam that is closest to the tool face can be filled with the filler material. Alternatively, a fraction of the entire internal void volume of the carbon foam can be filled. A filling of this type can be complete so that each cell is fully loaded with filler material or it can be incomplete so that each cell is only partially filled with the filler material. Partial filling of carbon foam cells will minimize modeling. However, a smoother tool face will be provided by completely filling the carbon foam cells at least on the surface tool face. Additionally, a smoother surface may provide the use of a releasing agent, instead of a dividing film, to prevent the bonding of the composite materials to the tool face. Complete filling of the carbon foam cells in a certain volume of the foam surrounding the tool face, possibly including the filling of the carbon foam cells on the surface tool face, with a filler material may be required Gas impermeable for those cases in which it is desired that there is a vacuum above the tool face. Additionally, the carbon foam cells can be partially or completely filled with a filler material to increase the mechanical properties, such as the strength, of the foam.

Se espera que una espuma de carbono que tiene células sólo parcialmente rellenas con un material de relleno muestre un CET esencialmente equivalente al mostrado por la espuma antes del rellenado de las células. También se espera que un material de relleno carbonizado pueda tener muy poco efecto sobre el CET de la espuma de carbono independientemente del grado de rellenado de las células. El rellenado de las células mediante otros materiales puede dar como resultado que la espuma muestre diferentes CETs antes y después del rellenado. El CET observado tras el rellenado de las células puede estar entre el de la espuma de carbono y el del material de relleno. Alternativamente, si el material de relleno de las células es suficientemente compresible, el CET observado puede ser el de la espuma de carbono. Tal como se describió anteriormente, los materiales de relleno carbonizados pueden tener valores de CET muy próximos, o incluso iguales, a los de la espuma de carbono de la cara de herramienta. En tal caso, el CET de la cara de herramienta sería el de la espuma de carbono. A carbon foam having only partially filled cells with a filler material is expected to show a CET essentially equivalent to that shown by the foam before filling the cells. It is also expected that a carbonized filler material can have very little effect on the CET of the carbon foam regardless of the degree of filling of the cells. Filling the cells with other materials may result in the foam showing different CETs before and after filling. The TSC observed after filling the cells may be between that of the carbon foam and that of the filler material. Alternatively, if the filling material of the cells is sufficiently compressible, the observed TSC may be that of the carbon foam. As described above, carbonized fillers may have CET values that are very close, or even equal, to those of the carbon foam of the tool face. In this case, the CET of the tool face would be that of the carbon foam.

En otra realización de la presente invención, el material, que puede denominarse material de cara de herramienta, puede formarse, depositarse, recubrirse, disponerse en capas, fijarse o colocarse de otro modo sobre una superficie de la espuma de carbono del cuerpo de herramienta, para proporcionar al menos una parte de una cara de herramienta. Pueden usarse capas relativamente gruesas o relativamente finas de material(es) de cara de herramienta, dependiendo de las propiedades del material de cara de herramienta y de los usos deseados de la superficie a la que se aplica el material de cara de herramienta. El material de cara de herramienta puede cubrir toda la cara de herramienta. El material de cara de herramienta también puede cubrir superficies del cuerpo de herramienta que no son caras de herramienta. Normalmente, superficies cubiertas que no son cara de herramienta pueden entrar en contacto con la resina u otros materiales usados para formar la pieza de material compuesto. La espuma de carbono puede mecanizarse o contornearse o formarse de otro modo para producir una superficie que tiene una conformación específica antes de la formación y/o deposición del material de cara de herramienta. La formación o deposición del material de cara de herramienta sobre una conformación de este tipo puede producir entonces una cara de herramienta que tiene la configuración y dimensiones deseadas. Alternativamente, tras la formación y/o deposición del material de cara de herramienta sobre la superficie de espuma de carbono, este material puede entonces mecanizarse o formarse o contornearse de otro modo para proporcionar una cara de herramienta de la geometría deseada. El mecanizado de la espuma de carbono o material de cara de herramienta puede controlarse de manera más precisa para dar lugar a las dimensiones deseadas mediante la incorporación de marcas testigo, pernos fijadores, o similares, en el interior o sobre el cuerpo de herramienta antes del inicio de cualquier operación de mecanizado de precisión. In another embodiment of the present invention, the material, which may be referred to as tool face material, may be formed, deposited, coated, layered, fixed or otherwise placed on a surface of the carbon foam of the tool body, to provide at least a part of a tool face. Relatively thick or relatively thin layers of tool face material (s) may be used, depending on the properties of the tool face material and the desired uses of the surface to which the tool face material is applied. The tool face material can cover the entire tool face. The tool face material can also cover tool body surfaces that are not tool faces. Normally, covered surfaces that are not tool face may come into contact with the resin or other materials used to form the composite part. Carbon foam can be machined or contoured or otherwise formed to produce a surface that has a specific conformation before the formation and / or deposition of the tool face material. The formation or deposition of the tool face material on such a conformation can then produce a tool face having the desired configuration and dimensions. Alternatively, after formation and / or deposition of the tool face material on the carbon foam surface, this material can then be machined or formed or otherwise contoured to provide a tool face of the desired geometry. The machining of the carbon foam or tool face material can be controlled more precisely to give rise to the desired dimensions by incorporating control marks, fixing bolts, or the like, inside or on the tool body before Start of any precision machining operation.

El uso de un material de cara de herramienta puede proporcionar una cara de herramienta muy lisa de alta exactitud dimensional. El uso de materiales de cara de herramienta también puede proporcionar la fácil eliminación de la pieza de material compuesto formada. Normalmente, pueden usarse películas de división o agentes de liberación con las caras de herramienta proporcionados por los materiales de cara de herramienta. Adicionalmente, el CET de un material de cara de herramienta puede ajustarse con el CET de la pieza de material compuesto resultante y se ajusta con la parte del cuerpo de herramienta que soporta el material de cara de herramienta. Un ajuste de este tipo puede garantizar la exactitud y precisión dimensional y estructural de la pieza de material compuesto formada. Adicionalmente, un ajuste de este tipo puede proporcionar el curado posterior de las piezas sobre o en la herramienta, en contraposición al curado independiente. The use of a tool face material can provide a very smooth tool face of high dimensional accuracy. The use of tool face materials can also provide easy removal of the formed composite part. Normally, split films or release agents can be used with the tool faces provided by the tool face materials. Additionally, the CET of a tool face material can be adjusted with the CET of the resulting composite part and is adjusted with the part of the tool body that supports the tool face material. Such an adjustment can guarantee the dimensional and structural accuracy and precision of the piece of composite material formed. Additionally, such an adjustment can provide subsequent cure of the parts on or in the tool, as opposed to independent curing.

El CET del cuerpo de herramienta, la cara de herramienta, los materiales de cara de herramienta y la pieza de material compuesto son sustancialmente similares o equivalentes. La expresión CET “sustancialmente similar” o “equivalente” tal como se usa en el presente documento, puede referirse a valores de CET que están suficientemente próximos en magnitud de manera que la pieza de material compuesto producida tiene las dimensiones críticas deseadas y no queda atrapada o retenida en, ni salta de, la herramienta por el efecto de expansiones y contracciones no equivalentes de la pieza de material compuesto y la cara de herramienta, o, son aquellos que tienen valores que están suficientemente próximos en magnitud de manera que la cara de herramienta no resulta dañada por el efecto de expansiones y contracciones no equivalentes de la pieza de material compuesto y la cara de herramienta. The CET of the tool body, the tool face, the tool face materials and the composite part are substantially similar or equivalent. The term "substantially similar" or "equivalent" CET as used herein may refer to CET values that are sufficiently close in magnitude such that the piece of composite material produced has the desired critical dimensions and is not trapped. or retained in, or jump from, the tool by the effect of non-equivalent expansions and contractions of the piece of composite material and the tool face, or, are those that have values that are sufficiently close in magnitude so that the face of The tool is not damaged by the effect of non-equivalent expansions and contractions of the composite part and the tool face.

Se prevé que un caso de este tipo puede proporcionar un procedimiento que logra un CET de cara de herramienta que no se obtiene fácilmente mediante otros procedimientos. También se prevé que las caras de herramienta compuestas de capas finas de materiales de cara de herramienta muestran el CET de la espuma de carbono subyacente. Se esperaría que esto ocurriera especialmente con capas muy finas de materiales de cara de herramienta que tienen ciertas propiedades elásticas. It is envisioned that such a case can provide a procedure that achieves a tool face CET that is not easily obtained by other procedures. It is also envisioned that the tool faces composed of thin layers of tool face materials show the CET of the underlying carbon foam. This would be expected to occur especially with very thin layers of tool face materials that have certain elastic properties.

Pueden usarse varios materiales diferentes, solos o en combinación, como material de cara de herramienta siempre que cumplan con la definición de la reivindicación 1. Estos materiales incluyen, por ejemplo, resinas curadas, incluyendo resinas fenólicas, de poliimida, de BMI y epoxídicas, materiales prepreg, películas adhesivas, recubrimientos, y similares, o bien solos o bien en combinación. El material de cara de herramienta también puede ser, por ejemplo, un material compuesto, incluyendo los de fibra de vidrio, fibra de carbono, carbono-carbono, y otros materiales similares incluyendo otros materiales compuestos de fibra y particulados. Adicionalmente, el material de cara de herramienta puede ser INVAR®, carburo de silicio, materiales cerámicos de zircona, y otros metales y materiales cerámicos. Estos tipos de materiales de cara de herramienta pueden depositarse sobre la espuma de carbono para formar una cara de herramienta usando técnicas incluyendo, pero sin limitarse a, pulverización con arco y a la llama y deposición de vapor. Los materiales de cara de herramienta adecuados pueden ser esencialmente impermeables al gas. Metales, materiales cerámicos y materiales compuestos de carbono que tienen CETs bajos son materiales de cara de herramienta particularmente útiles, especialmente para las herramientas usadas para producir CFC. Several different materials, alone or in combination, can be used as a tool face material as long as they meet the definition of claim 1. These materials include, for example, cured resins, including phenolic, polyimide, BMI and epoxy resins, prepreg materials, adhesive films, coatings, and the like, either alone or in combination. The tool face material can also be, for example, a composite material, including fiberglass, carbon fiber, carbon-carbon, and other similar materials including other fiber and particulate composites. Additionally, the tool face material may be INVAR®, silicon carbide, zircona ceramic materials, and other metals and ceramic materials. These types of tool face materials can be deposited on the carbon foam to form a tool face using techniques including, but not limited to, arc and flame spraying and vapor deposition. Suitable tool face materials can be essentially gas impermeable. Metals, ceramic materials and carbon composites that have low CETs are particularly useful tool face materials, especially for the tools used to produce CFCs.

Puede producirse un vacío dentro de un cuerpo de herramienta de espuma de carbono para ayudar en la colocación de los materiales de cara de herramienta de resina y/o material compuesto basado en resina. Adicionalmente, cualquier porosidad de superficie no deseada mostrada por cualquier material de cara de herramienta tras la colocación sobre el cuerpo de herramienta puede rellenarse mediante el recubrimiento del material de cara de herramienta con una capa fina de resina. Puede ayudarse a la permeación de tales capas finas de resina al interior de cualquier porosidad de superficie del material de cara de herramienta mediante la producción de un vacío dentro del cuerpo de herramienta de espuma de carbono. A vacuum may occur within a carbon foam tool body to aid in the placement of resin tool face materials and / or resin-based composite material. Additionally, any unwanted surface porosity shown by any tool face material after placement on the tool body can be filled by coating the tool face material with a thin layer of resin. The permeation of such thin layers of resin can be aided within any surface porosity of the tool face material by producing a vacuum within the carbon foam tool body.

La cara de herramienta también puede formarse de manera que confiera una textura a una superficie de la pieza de material compuesto formada mediante el utillaje. Puede realizarse una inscripción en la cara de herramienta con un patrón dimensionalmente negativo de manera que la imagen positiva de este patrón se transmitirá a una superficie de la pieza de material compuesto formada. Tales patrones pueden incluir cualquier combinación de una pluralidad de diferentes texturas, rayado cruzado, líneas de trazado, y similares para establecer la conformación y/o textura externa de la pieza de material compuesto. Adicionalmente, la superficie de la(s) cara(s) de herramienta puede no ser homogénea. Por ejemplo, una parte de la(s) cara(s) de herramienta tiene una primera textura mientras que otras partes de la cara de herramienta tienen diferentes texturas. The tool face can also be formed so as to impart a texture to a surface of the composite part formed by tooling. An inscription can be made on the tool face with a dimensionally negative pattern so that the positive image of this pattern will be transmitted to a surface of the formed composite piece. Such patterns may include any combination of a plurality of different textures, cross-hatched, plot lines, and the like to establish the conformation and / or external texture of the composite piece. Additionally, the surface of the tool face (s) may not be homogeneous. For example, one part of the tool face (s) has a first texture while other parts of the tool face have different textures.

Las geometrías del cuerpo de herramienta pueden ser de una forma similar a un mandril. En este caso, la cara de herramienta sería entonces la superficie exterior de esta forma similar a un mandril. Entonces puede colocarse papel, material textil y fibra impregnados con resina, y similares, sobre la superficie del mandril (es decir, la cara de herramienta) mediante medios manuales o automáticos para formar una pieza de material compuesto que tiene una superficie, normalmente una superficie interior, cuyas dimensiones reflejan las de la superficie exterior del mandril. The geometries of the tool body can be similar to a mandrel. In this case, the tool face would then be the outer surface in this way similar to a mandrel. Then paper, textile and fiber impregnated with resin, and the like, can be placed on the surface of the mandrel (i.e., the tool face) by manual or automatic means to form a piece of composite material having a surface, usually a surface interior, whose dimensions reflect those of the outer surface of the mandrel.

Además, las caras de herramienta pueden estar en la forma de una pieza macho y/o de una pieza hembra que tiene cavidades y/o salientes con conformaciones opuestas en caras de herramienta opuestas. En la presente invención, al menos una parte de una de las caras de herramienta opuestas se identifica por la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta, o se define por una superficie de un material de cara de herramienta soportada al menos en parte por la espuma de carbono del cuerpo de herramienta. Un volumen vacío entre tales caras de herramienta opuestas puede rellenarse con materiales de formación de material compuesto. Tras el curado de estos materiales, la conformación de la pieza de material compuesto resultante duplicará la del volumen vacío entre las caras de herramienta macho y hembra. También es posible tener un único cuerpo de herramienta que tenga al menos una superficie que proporcione una cara de herramienta o una superficie de las paredes de una cavidad que sirve como cara(s) de herramienta. Puede incorporarse una cubierta en el cuerpo de herramienta. Una cubierta de este tipo puede ser una cubierta flexible, en la que la cubierta puede comprender un material de plástico, elastomérico, tal como una lámina o membrana elastomérica de silicona, u otro material similar a una lámina flexible. La cubierta puede colocarse sobre la superficie o cavidad para formar un volumen cerrado. Entonces puede producirse un vacío en el volumen cerrado resultante. La fuerza de la presión atmosférica fuera del volumen cerrado hace entonces que la cubierta se deforme y entre en contacto con los materiales de formación de material compuesto. Este contacto fuerza a estos materiales contra la superficie o las paredes de la cavidad. Tras el curado de los materiales de formación de material compuesto, puede producirse una pieza de material compuesto que tiene la conformación de la superficie o las paredes de la cavidad del cuerpo de herramienta. In addition, the tool faces may be in the form of a male part and / or a female part having cavities and / or protrusions with opposite conformations on opposite tool faces. In the present invention, at least a part of one of the opposite tool faces is identified by the carbon foam incorporated in the tool body, or is defined by a surface of a tool face material supported at least in part by Carbon foam body tool. An empty volume between such opposing tool faces can be filled with composite forming materials. After curing these materials, the conformation of the resulting composite piece will double that of the empty volume between the male and female tool faces. It is also possible to have a single tool body that has at least one surface that provides a tool face or a surface of the walls of a cavity that serves as the tool face (s). A cover can be incorporated in the tool body. Such a cover can be a flexible cover, in which the cover can comprise an elastomeric plastic material, such as a silicone elastomeric sheet or membrane, or other material similar to a flexible sheet. The cover can be placed on the surface or cavity to form a closed volume. Then a vacuum can occur in the resulting closed volume. The force of the atmospheric pressure outside the closed volume then causes the cover to deform and come into contact with the composite forming materials. This contact forces these materials against the surface or walls of the cavity. After curing of the composite material formation materials, a piece of composite material can be produced that has the conformation of the surface or the walls of the tool body cavity.

Los materiales de formación de material compuesto que pueden ser adecuados para formar piezas de material compuesto usando las herramientas de la presente invención incluyen aquellos materiales conocidos en las técnicas relevantes. Materiales de matriz adecuados incluyen, pero sin limitarse a, resinas, materiales prepreg, ésteres vinílicos, películas de adhesión y recubrimientos. Las resinas pueden comprender cualquier familia de resinas termoplásticas o termoestables y pueden catalizarse. Otros ejemplos de materiales de matriz adecuados son las resinas epoxídicas. Tales resinas se forman generalmente a partir de ésteres de diglicidilo de bisfenol A de bajo peso molecular. Dependiendo del peso molecular, tales resinas pueden oscilar desde resinas líquidas hasta sólidas, y pueden curarse con aminas, poliamidas, anhídridos u otros catalizadores. Las resinas sólidas adecuadas pueden modificarse con otras resinas y ácidos grasos insaturados. Las resinas epoxídicas pueden ser particularmente adecuadas ya que tienen buena adhesión a fibras y porque su expansión térmica puede adaptarse para ajustarse a la del utillaje basado en espuma de carbono cuando se combina con ciertas fibras. Además, sus bajas viscosidades son eficaces al humedecer diversos materiales de refuerzo. Más específicamente, las resinas adecuadas para su uso en la fabricación de piezas de material compuesto pueden comprender cualquier combinación de resinas disponibles comercialmente, por ejemplo, Dow 330, Gougeon WEST, Gougeon XR02-099-29A, ProSet 125, ProSet 135, ProSet 145 y MGS. Además, las resinas disponibles comercialmente usadas en los materiales de cara de utillaje pueden comprender, por ejemplo, PTM&W HT2C, AirTech Toolmaster 2001, JD Lincoln L-956 y Vantico RP 4005. Adicionalmente, las piezas de material compuesto pueden producirse en el utillaje de la presente invención usando ésteres vinílicos. Los materiales de matriz útiles en la presente invención también pueden englobar catalizadores, endurecedores y otros agentes de curado usados para iniciar la polimerización o en endurecimiento del sistema de material de matriz. Para los fines de esta memoria descriptiva, los materiales de matriz adecuados se denominarán colectivamente en el presente documento resinas. Composite forming materials that may be suitable for forming pieces of composite material using the tools of the present invention include those materials known in the relevant techniques. Suitable matrix materials include, but are not limited to, resins, prepreg materials, vinyl esters, adhesion films and coatings. The resins can comprise any family of thermoplastic or thermostable resins and can be catalyzed. Other examples of suitable matrix materials are epoxy resins. Such resins are generally formed from low molecular weight bisphenol A diglycidyl esters. Depending on the molecular weight, such resins can range from liquid to solid resins, and can be cured with amines, polyamides, anhydrides or other catalysts. Suitable solid resins can be modified with other resins and unsaturated fatty acids. Epoxy resins may be particularly suitable since they have good adhesion to fibers and because their thermal expansion can be adapted to match that of carbon foam based tooling when combined with certain fibers. In addition, its low viscosities are effective in wetting various reinforcing materials. More specifically, resins suitable for use in the manufacture of composite parts can comprise any combination of commercially available resins, for example, Dow 330, Gougeon WEST, Gougeon XR02-099-29A, ProSet 125, ProSet 135, ProSet 145 and MGS. In addition, commercially available resins used in tooling face materials may comprise, for example, PTM & W HT2C, AirTech Toolmaster 2001, JD Lincoln L-956 and Vantico RP 4005. Additionally, composite parts can be produced in the tooling of the present invention using vinyl esters. The matrix materials useful in the present invention can also encompass catalysts, hardeners and other curing agents used to initiate polymerization or hardening of the matrix material system. For the purposes of this specification, suitable matrix materials will be collectively referred to herein as resins.

Los materiales prepreg también son adecuados para su uso como materiales de formación de material compuesto para la producción de piezas de material compuesto usando el utillaje de la presente invención. Materiales prepreg es una abreviatura de materiales preimpregnados e incluyen aquellos materiales de refuerzo que se combinan con un material de matriz no curado antes de la colocación sobre la cara de herramienta. Los materiales prepreg pueden comprender cualquier combinación de fieltro, material textil, material no tejido, y mecha con resina. Normalmente, éstos se curan habitualmente hasta la fase B, lista para el moldeo. Ejemplos adicionales de material prepreg incluyen mezclas, tales como, JD Lincoln L-526, mezclas de resina epoxídica/carbono, tales como JD Lincoln L-956, ACG, y AirTech Toolmaster, y mezclas de resina epoxídica/vidrio, tales como Bryte, y similares. Además, el material prepreg disponible comercialmente usado para los materiales de cara de herramienta puede comprender combinaciones de resina epoxídica/carbono, por ejemplo, JD Lincoln L-956, ACG, y AirTech Toolmaster. Prepreg materials are also suitable for use as composite material forming materials for the production of composite parts using the tooling of the present invention. Prepreg materials is an abbreviation of preimpregnated materials and include those reinforcement materials that are combined with an uncured matrix material before placement on the tool face. Prepreg materials can comprise any combination of felt, textile material, nonwoven material, and resin wick. Normally, these are usually cured until phase B, ready for molding. Additional examples of prepreg material include mixtures, such as, JD Lincoln L-526, epoxy resin / carbon blends, such as JD Lincoln L-956, ACG, and AirTech Toolmaster, and epoxy resin / glass blends, such as Bryte, and the like In addition, commercially available prepreg material used for tool face materials may comprise combinations of epoxy resin / carbon, for example, JD Lincoln L-956, ACG, and AirTech Toolmaster.

Además, las piezas de material compuesto pueden producirse en el utillaje de la presente invención usando películas de adhesión. Las películas de adhesión son una película fina, seca de resina, habitualmente una resina termoestable, usada como hoja intercalada en la producción de materiales laminados tales como madera contrachapada. El calor y la presión aplicados en el proceso de laminación pueden hacer que la película una a ambas capas entre sí. Algunas películas de adhesión disponibles comercialmente incluyen, pero sin limitarse a, JD Lincoln L-313 Epoxy, SIA - MA-562, y SIA - PL-7771 FR. In addition, composite pieces can be produced in the tooling of the present invention using adhesion films. Adhesion films are a thin, dry resin film, usually a thermosetting resin, used as an interleaved sheet in the production of laminated materials such as plywood. The heat and pressure applied in the lamination process can cause the film to join both layers together. Some commercially available adhesion films include, but are not limited to, JD Lincoln L-313 Epoxy, SIA-MA-562, and SIA-PL-7771 FR.

Los materiales de refuerzo usados en los materiales compuestos producidos en el utillaje de la presente invención pueden incluir cualquiera de los conocidos en las técnicas relevantes. Tales materiales pueden incluir, pero sin limitarse a, carbonos (incluyendo grafitos), Kevlar, aramida, vidrio y similares en formas que incluyen, por ejemplo, fibras, incluyendo fibras unidireccionales y fibras cortadas, materiales tejidos y materiales no tejidos y materiales de tela. También pueden usarse refuerzos particulados. The reinforcing materials used in the composite materials produced in the tooling of the present invention may include any of those known in the relevant techniques. Such materials may include, but are not limited to, carbons (including graphites), Kevlar, aramid, glass and the like in forms that include, for example, fibers, including unidirectional fibers and staple fibers, woven materials and nonwoven materials and cloth materials. . Particulate reinforcements can also be used.

También pueden añadirse estructuras de refuerzo a los materiales de formación de material compuesto mientras que estos materiales se colocan sobre la cara de herramienta. Tales estructuras de refuerzo pueden, por ejemplo, reforzar la pieza de material compuesto resultante y/o formar la base para unir la pieza de material compuesto para dar como resultado un conjunto. Estas estructuras de refuerzo pueden incluir formas tales como barras, tubos, láminas, pantallas, piezas planas, placas y similares, de cualquier configuración geométrica específica. Los materiales de los que se componen tales estructuras de refuerzo pueden incluir esencialmente cualquier material sólido de solidez apreciable que tenga una compatibilidad adecuada tanto con los materiales de formación de material compuesto como con cualquier condición de curado asociada. Tales materiales pueden incluir metales, materiales cerámicos, plásticos, madera, vidrio, materiales compuestos previamente curados, y similares. En la práctica, las estructuras de refuerzo pueden sumergirse en, o colocarse contra una superficie de, los materiales de formación de material compuesto sobre la cara de herramienta. Tras el curado de los materiales de formación de material compuesto, las estructuras de refuerzo pueden unirse de manera más firme a la pieza de material compuesto resultante mediante el uso de tornillos, grapas, adhesivos, y similares si así se desea o se requiere. Específicamente, tales materiales de refuerzo pueden tener CETs que son sustancialmente similares o idénticos a los de la pieza de material compuesto resultante. Reinforcement structures can also be added to composite forming materials while these materials are placed on the tool face. Such reinforcing structures may, for example, reinforce the resulting composite piece and / or form the base to join the composite piece to result in an assembly. These reinforcing structures may include shapes such as bars, tubes, sheets, screens, flat pieces, plates and the like, of any specific geometric configuration. The materials of which such reinforcing structures are composed can include essentially any solid material of appreciable strength that has adequate compatibility with both the composite forming materials and with any associated curing condition. Such materials may include metals, ceramic materials, plastics, wood, glass, previously cured composite materials, and the like. In practice, the reinforcing structures can be immersed in, or placed against a surface of, the composite material forming materials on the tool face. After curing the composite materials, the reinforcing structures can be more firmly attached to the resulting composite piece by using screws, staples, adhesives, and the like if desired or required. Specifically, such reinforcing materials may have CETs that are substantially similar or identical to those of the resulting composite piece.

Pueden usarse diversas técnicas de formación de material compuesto conjuntamente con las herramientas de la presente invención. Estas técnicas las conocen bien los expertos en las técnicas asociadas e incluyen, pero sin limitarse a, laminado manual, laminado automático, pulverización manual, pulverización automática, moldeo por transferencia de resina (RTM), y moldeo por transferencia de resina asistida por vacío (VARTM). Adicionalmente, también puede usarse cualquier combinación de tales procedimientos. Various composite forming techniques can be used in conjunction with the tools of the present invention. These techniques are well known to those skilled in the associated techniques and include, but are not limited to, manual lamination, automatic lamination, manual spraying, automatic spraying, resin transfer molding (RTM), and vacuum assisted resin transfer molding ( VARTM). Additionally, any combination of such procedures can also be used.

El moldeo por transferencia de resina es un procedimiento mediante el cual resinas poliméricas termoestables líquidas se transfieren dentro de un volumen que puede estar confinado, tal como, por ejemplo, una cavidad o un canal dentro de o sobre un cuerpo de herramienta o superficie de cuerpo de herramienta. Pueden distribuirse refuerzos, tales como fibras cortadas dentro de la resina antes de la distribución. Alternativamente, puede colocarse un refuerzo de fibra dentro del volumen, particularmente en la zona del volumen definida por una cara de herramienta. El RTM normalmente se pone en práctica transfiriendo o inyectando resina catalizada, ejemplos de la cual incluyen polímeros de resina epoxídica, éster vinílico, metacrilato de metilo, resina fenólica y poliéster en el interior de un volumen de la herramienta definido al menos parcialmente por una(s) cara(s) de herramienta. Las resinas rellenan el volumen y prefunden al interior de los materiales de refuerzo que se han colocado previamente dentro del volumen. Ha de tenerse cuidado en este procedimiento para evitar el atropamiento de burbujas de gas, ya que las burbujas de gas pueden debilitar el material compuesto resultante. Refuerzos típicos incluyen fibra de vidrio y fibras de carbono. Resin transfer molding is a process whereby liquid thermoset polymeric resins are transferred within a volume that can be confined, such as, for example, a cavity or a channel within or on a tool body or body surface of tool. Reinforcements can be distributed, such as fibers cut into the resin before distribution. Alternatively, a fiber reinforcement can be placed within the volume, particularly in the area of the volume defined by a tool face. RTM is usually implemented by transferring or injecting catalyzed resin, examples of which include polymers of epoxy resin, vinyl ester, methyl methacrylate, phenolic resin and polyester inside a tool volume defined at least partially by one ( s) tool face (s). The resins fill the volume and prefund inside the reinforcement materials that have been previously placed within the volume. Care must be taken in this procedure to avoid the run-over of gas bubbles, since gas bubbles can weaken the resulting composite. Typical reinforcements include fiberglass and carbon fibers.

También puede usarse un sistema de vacío para ayudar en la transferencia de la resina en y a través del volumen de la herramienta. Este proceso se denomina moldeo por transferencia de resina asistido por vacío. Con una previsión adecuada, puede utilizarse un sistema de vacío en muchos procesos de formación de material compuesto. Debe observarse que para los fines de esta memoria descriptiva, un sistema de vacío es un sistema que puede reducir la presión gaseosa interna de un volumen cerrado, conectado al sistema de vacío, hasta presiones significativamente por debajo de la presión atmosférica ambiental. Es decir, un sistema de vacío evacuará un recinto, incluyendo un volumen cerrado. Los sistemas de vacío normalmente consisten en una bomba de vacío y se asocian con tuberías A vacuum system can also be used to aid in the transfer of the resin in and through the volume of the tool. This process is called vacuum assisted resin transfer molding. With an adequate forecast, a vacuum system can be used in many composite material formation processes. It should be noted that for the purposes of this specification, a vacuum system is a system that can reduce the internal gaseous pressure of a closed volume, connected to the vacuum system, to pressures significantly below ambient atmospheric pressure. That is, a vacuum system will evacuate an enclosure, including a closed volume. Vacuum systems usually consist of a vacuum pump and are associated with pipes

o tubos de conexión. or connection tubes.

Adicionalmente, la extracción de aire de los materiales de formación de material compuesto, durante la formación de la pieza de material compuesto, mediante el uso de un sistema de vacío puede ayudar a garantizar la exactitud y precisión dimensional y estructural de la pieza de material compuesto formada. Es decir, una extracción de aire de este tipo puede reducir, o incluso eliminar, la formación de burbujas de aire en la pieza de material compuesto resultante. Tal eliminación de burbujas puede dar como resultado piezas de material compuesto más fuertes. La extracción de aire se pone en práctica habitualmente produciendo al menos un vacío parcial en un volumen cerrado que contiene los materiales de formación de material compuesto. Adicionalmente, la producción de un vacío en un volumen cerrado de este tipo, si ese volumen está definido por al menos una cubierta o pared flexible, puede dar como resultado que el material compuesto se comprima, habitualmente por su diseño, contra la cara de herramienta mediante la acción de la presión atmosférica medioambiental sobre la cubierta o pared flexible. Additionally, the extraction of air from composite material formation materials, during the formation of the composite part, by using a vacuum system can help ensure the dimensional and structural accuracy and precision of the composite part. formed. That is, an extraction of air of this type can reduce, or even eliminate, the formation of air bubbles in the resulting composite piece. Such bubble removal can result in stronger pieces of composite material. The extraction of air is usually practiced by producing at least a partial vacuum in a closed volume containing the composite material formation materials. Additionally, the production of a vacuum in a closed volume of this type, if that volume is defined by at least one flexible cover or wall, can result in the composite being compressed, usually by its design, against the tool face. through the action of the ambient atmospheric pressure on the roof or flexible wall.

Más específicamente, el volumen cerrado puede formarse, por ejemplo, cerrando y sellando aberturas, orificios y/o límites que tienen acceso al volumen. Esto puede llevarse a cabo con una bolsa de vacío, incluyendo, por ejemplo, una lámina de material flexible, una tela de purga y una película de liberación colocada por encima y/o por debajo del laminado de material compuesto en la herramienta, y los bordes de la lámina, que se sellan para crear un volumen cerrado. Un sistema de vacío se conecta al volumen cerrado que contiene la tela de purga, la película de liberación y el laminado del material compuesto. El aire atrapado se expulsa mecánicamente del laminado de material compuesto y se elimina del sistema de vacío. Entonces se cura la pieza de material compuesto a lo largo del tiempo en condiciones controladas de temperatura y presión. Dependiendo del material para formar la pieza de material compuesto y/o de las características del producto final, el material para formar la pieza de material compuesto puede curarse, a temperaturas que oscilan desde aproximadamente temperatura ambiente hasta aproximadamente 400ºF y presiones de vacío que oscilan desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente 28 en Hg. Estos intervalos dependen del tipo de resinas usadas. Es decir, puede usarse cualquier temperatura y/o presión adecuadas. More specifically, the closed volume can be formed, for example, by closing and sealing openings, holes and / or limits that have access to the volume. This can be done with a vacuum bag, including, for example, a sheet of flexible material, a purge cloth and a release film placed above and / or below the composite laminate in the tool, and edges of the sheet, which are sealed to create a closed volume. A vacuum system is connected to the closed volume containing the purge cloth, the release film and the composite laminate. The trapped air is mechanically expelled from the composite laminate and removed from the vacuum system. The piece of composite material is then cured over time under controlled conditions of temperature and pressure. Depending on the material to form the piece of composite material and / or the characteristics of the final product, the material to form the piece of composite material can be cured, at temperatures ranging from about room temperature to about 400ºF and vacuum pressures ranging from about 0 to about 28 in Hg. These intervals depend on the type of resins used. That is, any suitable temperature and / or pressure can be used.

La espuma de carbono también puede incorporarse en herramientas de material compuesto existentes para proporcionar los beneficios de la presente invención. Una incorporación de este tipo puede ser para mejorar, efectuar la reparación o para proporcionar de otro modo cualquier beneficio de la presente invención. Una incorporación de este tipo se incorpora completamente dentro del alcance de la presente invención. Carbon foam can also be incorporated into existing composite tools to provide the benefits of the present invention. An incorporation of this type may be to improve, repair or otherwise provide any benefit of the present invention. Such an incorporation is fully incorporated within the scope of the present invention.

Una realización de la presente invención se refiere a un cuerpo de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono. Una superficie de la espuma de carbono, que comprende al menos una parte del cuerpo de herramienta, soporta un material de cara de herramienta. Una superficie del material de cara de herramienta, que en esta realización es un material compuesto de fibra de carbono, define una cara de herramienta. La espuma de carbono se prepara o se selecciona de manera que el CET de la espuma de carbono es sustancialmente similar o equivalente al de los materiales compuestos curados que se formarán mediante la herramienta. En uso, la cara de herramienta se recubre con un agente de liberación. Entonces se colocan materiales de formación de material compuesto de carbono sobre la cara de herramienta para proporcionar una cobertura esencialmente uniforme de la cara de herramienta. Los materiales de formación de material compuesto pueden presionarse contra la cara de herramienta. Los materiales de formación de material compuesto se curan entonces a una temperatura elevada para proporcionar un material compuesto de fibra de carbono, que entonces se elimina de la herramienta. An embodiment of the present invention relates to a tool body comprised at least in part of carbon foam. A surface of the carbon foam, comprising at least a part of the tool body, supports a tool face material. A surface of the tool face material, which in this embodiment is a carbon fiber composite material, defines a tool face. The carbon foam is prepared or selected so that the CET of the carbon foam is substantially similar or equivalent to that of the cured composite materials that will be formed by the tool. In use, the tool face is coated with a release agent. Carbon composite forming materials are then placed on the tool face to provide essentially uniform coverage of the tool face. Composite forming materials can be pressed against the tool face. The composite materials are then cured at an elevated temperature to provide a carbon fiber composite, which is then removed from the tool.

Ahora se hará referencia en detalle a otras realizaciones de la presente invención, ejemplos de las cuales se ilustran en los dibujos adjuntos. Diversos aspectos de estas realizaciones pueden combinarse con las enseñanzas de la presente invención para proporcionar ejemplos adicionales que no se explican específicamente. Por tanto, se pretende que estas realizaciones sólo sean ilustrativas de la presente invención y no se consideren limitativas de esta invención. Reference will now be made in detail to other embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Various aspects of these embodiments may be combined with the teachings of the present invention to provide additional examples that are not specifically explained. Therefore, it is intended that these embodiments be illustrative only of the present invention and not considered limiting of this invention.

La figura 1 ilustra una primera realización a modo de ejemplo de una herramienta y un sistema para fabricar al menos una pieza de material compuesto, según esta invención. Esta herramienta utiliza un cuerpo de herramienta similar a un mandril para formar una pieza de material compuesto. Figure 1 illustrates a first exemplary embodiment of a tool and a system for manufacturing at least one piece of composite material, according to this invention. This tool uses a tool body similar to a mandrel to form a piece of composite material.

La figura 1 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un mandril 100 que gira sobre un árbol 110 incluido en un sentido antihorario tal como se indica por la flecha en la figura 1. El mandril comprende espuma 120 de carbono. La superficie exterior de la espuma de carbono está recubierta con un material 130 de cara de herramienta tal como se muestra en este ejemplo. El material de cara de herramienta puede ser un material compuesto de carbono. Figure 1 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a mandrel 100 that rotates on a shaft 110 included in a counterclockwise direction as indicated by the arrow in Figure 1. The mandrel comprises carbon foam 120. The outer surface of the carbon foam is coated with a tool face material 130 as shown in this example. The tool face material may be a carbon composite material.

Alternativamente, las células de la espuma de carbono, como mínimo las células sobre la superficie de espuma de carbono, pueden estar rellenas con un material de relleno. La superficie exterior del mandril es la cara 140 de herramienta. La cara 140 de herramienta está recubierta preferiblemente con un agente de liberación. Un haz de fibras 150 dispuestas longitudinalmente, de longitud apreciable, se dirige hasta entrar en contacto tangencialmente con el mandril 100 giratorio de manera que se estira de las fibras (es decir, se enrollan), normalmente bajo tensión, alrededor de la circunferencia del mandril giratorio. Las fibras pueden ser de cualquier tipo que se sepa que sean materiales de refuerzo de material compuesto eficaces. Tales fibras pueden estar compuestas, por ejemplo, de vidrio o carbono. Las fibras se prefunden con una resina antes de, durante, y/o tras entrar en contacto con el mandril. Alternativamente, puede usarse un material prepreg de fibra dispuesto longitudinalmente como el haz de fibras. El haz de fibras prefundido con material prepreg o resina se estira alrededor de la circunferencia del mandril hasta que se obtiene el espesor deseado de las fibras prefundidas con material prepreg o resina. Normalmente, el contacto tangencial del haz de fibras con el mandril se mueve paralelo al eje de rotación del mandril de manera que las fibras prefundidas con fibra prepreg o resina se colocan de manera uniforme a lo largo de la longitud del mandril. Una vez que se obtiene el espesor deseado de las fibras prefundidas con material prepreg o resina, ya no se suministra más la fibra al mandril y se detiene el giro del mandril. Entonces se cura la fibra prefundida con material prepreg o resina que recubre el mandril. Se prefiere el calentamiento de la fibra prefundida que recubre el mandril o se requiere para que algunos materiales prepreg y resinas efectúen el curado. El calentamiento puede llevarse a cabo mediante el uso de un autoclave, horno, elemento de calentamiento individual y/u otros dispositivos de calentamiento similares. Los elementos de calentamiento individuales pueden ser externos a o internos a (es decir, incrustados dentro de) el cuerpo de herramienta. Una vez curada, el recubrimiento de fibra prefundida con resina constituye una pieza de material compuesto. La pieza de material compuesto puede retirarse entonces del mandril. Cuando se usa calor para curar el material compuesto, los valores relativos de CET del mandril y material compuesto se vuelven importantes. Si el CET de la pieza de material compuesto es inferior a o esencialmente equivalente al del mandril, la pieza de material compuesto puede retirarse fácilmente del mandril. Sin embargo, la dimensión interior de la pieza de material compuesto puede ser mayor que la del diámetro exterior del mandril no calentado. Si el CET de la pieza de material compuesto es superior al del mandril, la pieza de componente puede “bloquearse” en el mandril, siendo difícil, si no imposible, la separación del mandril sin daño. Alternatively, the carbon foam cells, at least the cells on the carbon foam surface, may be filled with a filler material. The outer surface of the mandrel is the tool face 140. The tool face 140 is preferably coated with a release agent. A bundle of longitudinally arranged fibers 150, of appreciable length, is directed until it comes into tangential contact with the rotating mandrel 100 so that it is stretched from the fibers (i.e., rolled), usually under tension, around the circumference of the mandrel rotary. The fibers may be of any type known to be effective composite reinforcement materials. Such fibers may be composed, for example, of glass or carbon. The fibers are pre-fused with a resin before, during, and / or after coming into contact with the mandrel. Alternatively, a longitudinally arranged fiber prepreg material can be used as the fiber bundle. The precast fiber bundle with prepreg or resin material is stretched around the circumference of the mandrel until the desired thickness of the precast fiber with prepreg or resin material is obtained. Normally, the tangential contact of the fiber bundle with the mandrel moves parallel to the axis of rotation of the mandrel so that the fibers pre-fused with prepreg fiber or resin are positioned uniformly along the length of the mandrel. Once the desired thickness of the precast fibers with prepreg material or resin is obtained, the fiber is no longer supplied to the mandrel and the rotation of the mandrel is stopped. Then the precast fiber is cured with prepreg material or resin that covers the mandrel. Heating of the precast fiber covering the mandrel is preferred or is required for some prepreg materials and resins to cure. Heating can be carried out by using an autoclave, oven, individual heating element and / or other similar heating devices. The individual heating elements may be external to or internal to (i.e. embedded within) the tool body. Once cured, the resin precast fiber coating constitutes a piece of composite material. The piece of composite material can then be removed from the mandrel. When heat is used to cure the composite material, the relative CET values of the mandrel and composite material become important. If the CET of the composite piece is less than or essentially equivalent to that of the mandrel, the composite piece can be easily removed from the mandrel. However, the inner dimension of the composite piece may be larger than the outer diameter of the unheated mandrel. If the CET of the composite part is greater than that of the mandrel, the component part can be “locked” in the mandrel, it being difficult, if not impossible, to separate the mandrel without damage.

Debe observarse que el mandril no tiene que girar tal como se muestra en esta realización. Por ejemplo, el mandril puede girar en sentido horario. Alternativamente, el mandril puede ser estacionario mientras que el haz de fibras prefundidas con material prepreg o resina se dirige de manera que se enrolla alrededor de la circunferencia exterior del mandril estacionario. It should be noted that the mandrel does not have to rotate as shown in this embodiment. For example, the mandrel can rotate clockwise. Alternatively, the mandrel may be stationary while the bundle of fibers pre-fused with prepreg or resin material is directed such that it is wound around the outer circumference of the stationary mandrel.

La figura 2 ilustra una segundad herramienta y un sistema para fabricar al menos una pieza de material compuesto, que no es según esta invención. Figure 2 illustrates a second tool and a system for manufacturing at least one piece of composite material, which is not according to this invention.

La figura 2 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo 200 de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono. Una superficie de la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta se ha mecanizado o se ha contorneado o formado de otro modo hasta dar lugar a una configuración deseada y sirve como la cara 210 de herramienta. Esta cara de herramienta se extiende a lo largo de la superficie de la espuma de carbono desde 210-A hasta 210-B. Esta superficie de la cara de herramienta está cubierta con una lámina 220 de división no permeable. La lámina de división cubre no sólo la cara de herramienta sino también las superficies circundantes a la cara de herramienta para evitar el contacto no deseado de otras superficies de la herramienta con materiales de formación de material compuesto. Los materiales 230 de formación de material compuesto se colocan sobre la lámina de división que cubre la cara de herramienta. Estos materiales de formación de material compuesto se colocan, mecánica o manualmente, sobre la zona de la lámina de división que cubre la cara de herramienta de manera que se obtiene una distribución esencialmente uniforme de estos materiales. Los materiales de formación de material compuesto también se presionan contra la lámina de división que cubre la cara de herramienta. Esta presión se realiza para garantizar que los materiales de formación de material compuesto se adaptan a la configuración de la cara de herramienta. Además, puesto que la cara de herramienta es espuma de carbono no rellenada, conferirá cierto tipo de modelado, representativo de las células de la espuma de carbono no rellenadas sobre la cara de herramienta, a la superficie definida de la cara de herramienta de la pieza de material compuesto. Figure 2 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body 200 comprised at least in part of carbon foam. A surface of the carbon foam incorporated in the tool body has been machined or otherwise contoured or formed to a desired configuration and serves as the tool face 210. This tool face extends along the surface of the carbon foam from 210-A to 210-B. This surface of the tool face is covered with a non-permeable partition sheet 220. The dividing sheet covers not only the tool face but also the surfaces surrounding the tool face to avoid unwanted contact of other tool surfaces with composite forming materials. Composite forming materials 230 are placed on the dividing sheet that covers the tool face. These composite materials are placed, mechanically or manually, on the area of the dividing sheet that covers the tool face so that an essentially uniform distribution of these materials is obtained. Composite forming materials are also pressed against the dividing sheet that covers the tool face. This pressure is made to ensure that the composite formation materials adapt to the configuration of the tool face. In addition, since the tool face is unfilled carbon foam, it will confer a certain type of modeling, representative of the unfilled carbon foam cells on the tool face, to the defined surface of the tool face of the part of composite material.

Entonces se curan los materiales de formación de material compuesto para producir una pieza de material compuesto que tiene la forma conferida por la cara de herramienta. Se prefiere o se requiere el calentamiento de los materiales de formación de material compuesto para que algunos materiales de formación de material compuesto efectúen el curado. El calentamiento puede llevarse a cabo mediante el uso de un autoclave, horno, elemento de calentamiento individual y/u otros dispositivos de calentamiento similares. Los elementos de calentamiento individuales pueden ser externos a o internos a (es decir, incrustados dentro de) el cuerpo de herramienta. Tal como se trató anteriormente, el calentamiento efectuará cambios en las dimensiones de todos los materiales calentados. Las magnitudes de tales cambios dimensionales dependen de los CETs de los materiales individuales. Para este, y todos los ejemplos incluidos en esta memoria descriptiva, el CET de la cara de herramienta y de la pieza de material compuesto resultante son preferiblemente similares o esencialmente idénticos, tal como sería el caso si la pieza de material compuesto resultante fuera un CFC. Si el CET de la pieza de material compuesto no es similar o esencialmente idéntico al de la cara de herramienta, el tamaño de la pieza de material compuesto puede no adaptarse a las dimensiones críticas deseadas. Además, si el CET es superior al de la cara de herramienta, la pieza de componente puede llegar a “bloquearse” en la cara de herramienta, siendo difícil, si no imposible, la separación de la cara de herramienta sin daño. The composite material formation materials are then cured to produce a piece of composite material that has the shape conferred by the tool face. Heating or heating of composite materials is preferred or required for some composite materials to cure. Heating can be carried out by using an autoclave, oven, individual heating element and / or other similar heating devices. The individual heating elements may be external to or internal to (i.e. embedded within) the tool body. As discussed above, heating will effect changes in the dimensions of all heated materials. The magnitudes of such dimensional changes depend on the CETs of the individual materials. For this, and all the examples included in this specification, the CET of the tool face and the resulting composite part are preferably similar or essentially identical, as would be the case if the resulting composite part was a CFC . If the CET of the composite part is not similar or essentially identical to that of the tool face, the size of the composite part may not adapt to the desired critical dimensions. In addition, if the CET is higher than that of the tool face, the component part may become "blocked" on the tool face, it being difficult, if not impossible, to separate the tool face without damage.

Este ejemplo puede modificarse de diversas formas. Según la invención, la cara de herramienta puede ser una superficie de un material de cara de herramienta soportado por la espuma de carbono. O, las células de la cara de herramienta de espuma de carbono pueden rellenarse completamente con un material de relleno. Para ambas modificaciones, puede ser posible sustituir la lámina de división por un agente de liberación. Otras modificaciones resultarán evidentes para los expertos en las técnicas asociadas. This example can be modified in various ways. According to the invention, the tool face can be a surface of a tool face material supported by carbon foam. Or, the carbon foam tool face cells can be completely filled with a filler material. For both modifications, it may be possible to replace the partition sheet with a release agent. Other modifications will be apparent to those skilled in the associated techniques.

La figura 3 ilustra una tercera realización a modo de ejemplo de una herramienta según esta invención. Figure 3 illustrates a third exemplary embodiment of a tool according to this invention.

La figura 3 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo 300 de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono. Una superficie de la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta soporta un material 310 de cara de herramienta esencialmente impermeable al gas. Una sección de la superficie expuesta del material de cara de herramienta está contorneada o conformada de otro modo para dar lugar a una configuración deseada para proporcionar una cara 320 de herramienta. La cara de herramienta se extiende desde 320-A hasta 320-B. Las superficies del cuerpo de herramienta cerca de la cara 330 de herramienta también están revestidas con material de cara de herramienta impermeable al gas. Una cubierta 340 impermeable al gas encierra la cara de herramienta, las superficies de cuerpo de herramienta cerca de la cara de herramienta, y los materiales 350 de formación de material compuesto. La cubierta puede estar hecha de un material flexible, tal como, por ejemplo, plástico, o de material rígido, tal como, por ejemplo, espuma carbonosa, metal, y similares. Figure 3 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body 300 comprised at least in part of carbon foam. A surface of the carbon foam incorporated in the tool body supports an essentially gas-impermeable tool face material 310. A section of the exposed surface of the tool face material is contoured or otherwise shaped to give rise to a desired configuration to provide a tool face 320. The tool face extends from 320-A to 320-B. The surfaces of the tool body near the tool face 330 are also coated with gas impervious tool face material. A gas-impermeable cover 340 encloses the tool face, the tool body surfaces near the tool face, and the composite materials 350. The cover may be made of a flexible material, such as, for example, plastic, or of rigid material, such as, for example, carbonaceous foam, metal, and the like.

Si se usa espuma de carbono como cubierta, pueden recubrirse como mínimo la(s) superficie(s) de la espuma de carbono que se espera que entren en contacto con los materiales de formación de material compuesto con un material de cara de herramienta, un material de relleno de células o una lámina de división. Es decir, el uso de espuma de carbono como cubierta puede ponerse en práctica en gran parte de la misma forma que cuando se incorpora espuma de carbono en un cuerpo de herramienta tal como describe la presente invención. Se requiere el recubrimiento de una cubierta de espuma de carbono si esa cubierta va a ser impermeable al paso de gases. Adicionalmente, cualquier material rígido usado como cubierta puede contornearse, formarse o conformarse de otro modo sobre la superficie que se espera que entre en contacto con el material de formación de material compuesto para formar una cara de herramienta en el lado opuesto de los materiales de formación de material compuesto de esa cara de herramienta del cuerpo de herramienta. Esta segunda cara de herramienta conformará entonces una superficie de los materiales de formación de material compuesto. Esta superficie estará en el lado opuesto de la pieza de material compuesto resultante que el de la superficie producida por la cara de herramienta del cuerpo de herramienta. Pueden aplicarse láminas de división y agentes de liberación a cualquier superficie, especialmente a las que se espera que entren en contacto con materiales de formación de material compuesto. If carbon foam is used as a cover, at least the surface (s) of the carbon foam that is expected to come into contact with the composite forming materials with a tool face material, a coating can be coated. cell filling material or a dividing sheet. That is, the use of carbon foam as a cover can be practiced in much the same way as when carbon foam is incorporated into a tool body as described by the present invention. Coating of a carbon foam cover is required if that cover is going to be impermeable to the passage of gases. Additionally, any rigid material used as a cover can be contoured, formed or otherwise formed on the surface that is expected to come into contact with the composite material forming material to form a tool face on the opposite side of the forming materials. of composite material of that tool face of the tool body. This second tool face will then form a surface of the composite material formation materials. This surface will be on the opposite side of the resulting composite part than that of the surface produced by the tool face of the tool body. Division sheets and release agents can be applied to any surface, especially those that are expected to come into contact with composite forming materials.

La intersección del cuerpo de herramienta y la cubierta forma una abertura 355 alrededor de todo el perímetro de la intersección. Esta abertura puede sellarse con diversos materiales 360 según se requiera para producir un límite impermeable al aire o al gas. Materiales adecuados son aquellos que proporcionarán el contacto de la cubierta con los materiales de material compuesto mientras que todavía proporcionan una acción de sellado. Por ejemplo, la abertura puede sellarse con cinta adhesiva, material de junta de estanqueidad, aislante, obturador, y similares. Un orificio 370 de conexión está ubicado en la cubierta del cuerpo de herramienta (tal como se muestra en la figura 3), o la abertura de manera que este orificio de conexión accede al volumen definido por el cuerpo de herramienta, la cara de herramienta, la cubierta y cualquier material de sellado de la abertura. Un sistema 380 de vacío está conectado a este orificio de conexión. The intersection of the tool body and the cover forms an opening 355 around the entire perimeter of the intersection. This opening can be sealed with various 360 materials as required to produce an air or gas impermeable limit. Suitable materials are those that will provide cover contact with composite materials while still providing a sealing action. For example, the opening can be sealed with adhesive tape, sealing gasket material, insulator, seal, and the like. A connection hole 370 is located in the cover of the tool body (as shown in Figure 3), or the opening such that this connection hole accesses the volume defined by the tool body, the tool face, the cover and any sealing material of the opening. A vacuum system 380 is connected to this connection hole.

Si la abertura y el orificio de conexión están sellados o cerrados de otro modo, los materiales de formación de material compuesto en la cara de herramienta están contenidos por tanto dentro de un volumen 390 cerrado. Este volumen cerrado puede sellarse de manera esencialmente hermética cuando las superficies del cuerpo de herramienta y la cubierta, y la abertura entre el cuerpo de herramienta y la cubierta se sellan o se hacen impermeables de otro modo al paso de gases. If the opening and the connection hole are sealed or otherwise closed, the composite material forming materials on the tool face are therefore contained within a closed volume 390. This closed volume can be sealed essentially tightly when the surfaces of the tool body and the cover, and the opening between the tool body and the cover are sealed or otherwise made impermeable to the passage of gases.

En uso, los materiales de formación de material compuesto se colocan sobre la cara de herramienta y se sella la abertura entre el cuerpo de herramienta y la cubierta excepto por el orificio de conexión. El funcionamiento del sistema de vacío retira el aire del volumen cerrado y los materiales de formación de material compuesto contenidos dentro del volumen cerrado. El funcionamiento del sistema de vacío también hace que la cubierta se empuje hacia el límite exterior de los materiales de formación de material compuesto mediante la acción de la presión atmosférica local. Entonces la cubierta presiona estos materiales contra la cara de herramienta. Además, si la cubierta está hecha de un material rígido, la conformación de la cubierta influye en la conformación de la(s) superficie(s) de la pieza de material compuesto adyacente(s) a una superficie interior de la cubierta. Es decir, una cubierta rígida puede funcionar como una segunda cara de herramienta. In use, the composite forming materials are placed on the tool face and the opening between the tool body and the cover is sealed except for the connection hole. The operation of the vacuum system removes the air from the closed volume and the composite material formation materials contained within the closed volume. The operation of the vacuum system also causes the cover to be pushed towards the outer limit of the composite forming materials by the action of local atmospheric pressure. Then the cover presses these materials against the tool face. In addition, if the cover is made of a rigid material, the conformation of the cover influences the conformation of the surface (s) of the piece of composite material adjacent to an inner surface of the cover. That is, a rigid cover can function as a second tool face.

Entonces se curan los materiales de formación de material compuesto para producir una pieza de material compuesto que tiene la forma conferida por la cara de herramienta. Se prefiere o se requiere el calentamiento de los materiales de formación de material compuesto para que algunos materiales de formación de material compuesto efectúen el curado. El conjunto de herramienta y cubierta puede colocarse en un autoclave para aplicar presión adicional a la cubierta y/o para calentar los materiales de formación de material compuesto para efectuar el curado. Pueden usarse otros dispositivos tales como un horno, y/o elementos de calentamiento individuales para aplicar calor a los materiales contenidos dentro del volumen cerrado con el fin de curar los materiales de formación de material compuesto contenidos en el mismo para dar como resultado la pieza de material compuesto. Si se desea, los elementos de calentamiento individuales pueden estar incrustados dentro del cuerpo de herramienta. Dependiendo de las propiedades de la resina usada para formar el material compuesto, puede ser suficiente temperatura ambiente o ambiental, por ejemplo, para curar los materiales para formar la pieza de material compuesto. The composite material formation materials are then cured to produce a piece of composite material that has the shape conferred by the tool face. Heating or heating of composite materials is preferred or required for some composite materials to cure. The tool and cover assembly can be placed in an autoclave to apply additional pressure to the cover and / or to heat the composite formation materials to cure. Other devices such as an oven, and / or individual heating elements may be used to apply heat to the materials contained within the closed volume in order to cure the composite formation materials contained therein to result in the workpiece. composite material. If desired, the individual heating elements may be embedded within the tool body. Depending on the properties of the resin used to form the composite material, room or ambient temperature may be sufficient, for example, to cure the materials to form the composite piece.

Tal como se trató anteriormente, el calentamiento efectuará cambios en las dimensiones de todos los materiales calentados. Las magnitudes de tales cambios dimensionales dependen de los CETs de los materiales individuales. Preferiblemente, el CET de la cara de herramienta y la pieza de material compuesto resultante son sustancialmente similares o equivalentes, tal como sería el caso si la pieza de material compuesto resultante y el material de cara de herramienta fueran CFC. As discussed above, heating will effect changes in the dimensions of all heated materials. The magnitudes of such dimensional changes depend on the CETs of the individual materials. Preferably, the CET of the tool face and the resulting composite part are substantially similar or equivalent, as would be the case if the resulting composite part and the tool face material were CFC.

La figura 4 ilustra una cuarta realización a modo de ejemplo de un sistema según esta invención. Figure 4 illustrates a fourth exemplary embodiment of a system according to this invention.

La figura 4 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo 400 de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono. Una superficie de la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta soporta un material 405 impermeable de cara de herramienta. Una sección de la superficie expuesta del material de cara de herramienta está contorneada o conformada de otro modo hasta dar lugar a una configuración deseada para proporcionar una cara 410 de herramienta. La cara de herramienta se extiende desde 410-A hasta 410-B. Las superficies de cuerpo de herramienta cerca de la cara 415 de herramienta también están revestidas con material impermeable de cara de herramienta. Una cubierta 420 encierra la cara de herramienta, las superficies de cuerpo de herramienta cerca de la cara de herramienta, y los materiales 425 de refuerzo de material compuesto. Los materiales de refuerzo de material compuesto pueden ser fibras. La cubierta puede estar hecha de un material flexible, tal como, por ejemplo, plástico o de un material rígido, tal como, por ejemplo, espuma carbonosa, metal, y similares. Figure 4 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body 400 comprised at least in part of carbon foam. A surface of the carbon foam incorporated in the tool body supports a waterproof tool face material 405. A section of the exposed surface of the tool face material is contoured or otherwise shaped to give rise to a desired configuration to provide a tool face 410. The tool face extends from 410-A to 410-B. The tool body surfaces near the tool face 415 are also coated with waterproof tool face material. A cover 420 encloses the tool face, the tool body surfaces near the tool face, and the composite reinforcement materials 425. The composite reinforcement materials may be fibers. The cover may be made of a flexible material, such as, for example, plastic or a rigid material, such as, for example, carbonaceous foam, metal, and the like.

Si se usa espuma de carbono como cubierta, pueden recubrirse la(s) superficie(s) de la espuma de carbono que se espera que entren en contacto con los materiales de formación de material compuesto con un material de cara de herramienta, un material de relleno de células, o una lámina de división. Es decir, el uso de espuma de carbono como cubierta puede ponerse en práctica en gran parte de la misma forma que cuando se incorpora espuma de carbono en un cuerpo de herramienta tal como describe la presente invención. Se requiere el recubrimiento de una cubierta de espuma de carbono si la cubierta va a ser impermeable al paso de gases. Adicionalmente, cualquier material rígido usado como cubierta puede contornearse, formarse o conformarse de otro modo sobre la superficie que se espera que entre en contacto con el material de formación de material compuesto para formar una cara de herramienta en el lado opuesto de los materiales de formación de material compuesto de esa cara de herramienta del cuerpo de herramienta. Esta segunda cara de herramienta conformará entonces una superficie de los materiales de formación de material compuesto. Esta superficie estará en el lado opuesto de la pieza de material compuesto resultante que el de la superficie producida por la cara de herramienta del cuerpo de herramienta. Pueden aplicarse láminas de división y agentes de liberación a cualquier superficie, especialmente a las que se espera que entren en contacto con materiales de formación de material compuesto. If carbon foam is used as a cover, the surface (s) of the carbon foam that is expected to come into contact with the composite material forming materials with a tool face material, a material can be coated cell filling, or a dividing sheet. That is, the use of carbon foam as a cover can be practiced in much the same way as when carbon foam is incorporated into a tool body as described by the present invention. Coating of a carbon foam cover is required if the cover is to be impermeable to the passage of gases. Additionally, any rigid material used as a cover can be contoured, formed or otherwise formed on the surface that is expected to come into contact with the composite material forming material to form a tool face on the opposite side of the forming materials. of composite material of that tool face of the tool body. This second tool face will then form a surface of the composite material formation materials. This surface will be on the opposite side of the resulting composite part than that of the surface produced by the tool face of the tool body. Division sheets and release agents can be applied to any surface, especially those that are expected to come into contact with composite forming materials.

La intersección del cuerpo de herramienta y la cubierta forma una abertura 430 alrededor de todo el perímetro de la intersección. Esta abertura puede sellarse con diversos materiales 435 según se requiere para producir un límite impermeable al aire o al gas. Materiales adecuados son aquellos que proporcionarán el contacto de la cubierta con los materiales de material mientras que todavía proporcionan una acción de sellado. Por ejemplo, la abertura puede sellarse con cinta adhesiva, material de junta de estanqueidad, aislante, obturador y similares. Un primer orificio 440 de conexión está ubicado sobre la cubierta (tal como se muestra en este ejemplo), o la abertura 430 de manera que este orificio de conexión accede al volumen definido por el cuerpo de herramienta, la cara de herramienta, la cubierta y cualquier material de sellado de la abertura. Pueden usarse primeros orificios de conexión múltiples. Un sistema 445 de vacío está conectado al/a los primer(os) orificio(s) de conexión. Un segundo orificio 450 de conexión está ubicado sobre la cubierta (tal como se muestra en este ejemplo), o la abertura 430 de manera que este orificio de conexión accede al volumen definido por el cuerpo de herramienta, la cara de herramienta, la cubierta y cualquier material de sellado de la abertura. Un depósito 455 de resina, ventilado a la atmósfera, está conectado al segundo orificio de conexión. The intersection of the tool body and the cover forms an opening 430 around the entire perimeter of the intersection. This opening can be sealed with various materials 435 as required to produce an air or gas impermeable limit. Suitable materials are those that will provide cover contact with the material materials while still providing a sealing action. For example, the opening can be sealed with adhesive tape, sealing material, insulator, seal and the like. A first connection hole 440 is located on the cover (as shown in this example), or the opening 430 so that this connection hole accesses the volume defined by the tool body, the tool face, the cover and any sealing material of the opening. First multiple connection holes can be used. A vacuum system 445 is connected to the first connection hole (s). A second connection hole 450 is located on the cover (as shown in this example), or the opening 430 so that this connection hole accesses the volume defined by the tool body, the tool face, the cover and any sealing material of the opening. A resin tank 455, vented to the atmosphere, is connected to the second connection hole.

Si la abertura y los orificios de conexión están sellados o cerrados de otro modo, los materiales de formación de material compuesto sobre la cara de herramienta están contenidos por tanto dentro de un volumen 460 cerrado. Este volumen cerrado puede sellarse de manera esencialmente hermética cuando las superficies del cuerpo de herramienta y la cubierta, y la abertura entre el cuerpo de herramienta y la cubierta se sellan o se hacen impermeables de otro modo al paso de los gases. If the opening and the connection holes are sealed or otherwise closed, the composite forming materials on the tool face are therefore contained within a closed volume 460. This closed volume can be sealed essentially tightly when the surfaces of the tool body and the cover, and the opening between the tool body and the cover are sealed or otherwise impervious to the passage of gases.

En uso, los materiales de refuerzo de material compuesto se colocan sobre la cara de herramienta y se sella la abertura entre el cuerpo de herramienta y la cubierta excepto por los orificios de conexión. El funcionamiento del sistema de vacío retira el aire del volumen cerrado y los materiales de refuerzo de material compuesto contenidos dentro del volumen cerrado. El funcionamiento del sistema de vacío también hace que la cubierta se empuje hacia el límite exterior de los materiales de refuerzo de material compuesto mediante la acción de la presión atmosférica local. Entonces la cubierta presiona estos materiales contra la cara de herramienta. Además, si la cubierta está hecha de un material rígido, la conformación de la cubierta influye en la conformación de la(s) superficie(es) de la pieza de material compuesto adyacente(s) a una superficie interior de la cubierta. In use, the composite reinforcement materials are placed on the tool face and the opening between the tool body and the cover is sealed except for the connection holes. The operation of the vacuum system removes the air from the closed volume and the composite reinforcement materials contained within the closed volume. The operation of the vacuum system also causes the cover to be pushed towards the outer limit of the composite reinforcement materials by the action of local atmospheric pressure. Then the cover presses these materials against the tool face. In addition, if the cover is made of a rigid material, the conformation of the cover influences the conformation of the surface (s) of the composite piece (s) adjacent to an inner surface of the cover.

El funcionamiento del sistema de vacío también hace que la resina en el depósito de resina se transfiera desde el depósito hacia el volumen cerrado. Opcionalmente, puede usarse una bomba para ayudar en la transferencia de resina. La resina en el volumen cerrado perfunde entonces en el material de refuerzo de material compuesto para dar como resultado la producción de un material de formación de material compuesto. El segundo orificio de conexión se cierra una vez que se ha transferido una cantidad suficiente de resina para formar la composición de material compuesto deseada con el material de refuerzo al volumen cerrado. The operation of the vacuum system also causes the resin in the resin tank to be transferred from the tank to the closed volume. Optionally, a pump can be used to aid in resin transfer. The resin in the closed volume then perfumes into the composite reinforcing material to result in the production of a composite forming material. The second connection hole is closed once a sufficient amount of resin has been transferred to form the desired composite composition with the reinforcing material at the closed volume.

Una vez que finaliza la perfusión del material de refuerzo con resina, se curan entonces los materiales de formación de material compuesto para producir una pieza de material compuesto que tiene la forma conferida por la cara de herramienta. Se prefiere o se requiere el calentamiento de los materiales de formación de material compuesto para que algunos materiales de formación de material compuesto efectúen el curado. El conjunto de herramienta y cubierta puede colocarse en un autoclave para aplicar presión adicional a la cubierta y/o para calentar los materiales de formación de material compuesto para efectuar el curado. También puede ponerse en práctica la transferencia de resina en un autoclave. Puede usarse otros dispositivos tales como un horno, y/o elementos de calentamiento individuales para aplicar calor a los materiales contenidos dentro del volumen cerrado con el fin de curar los materiales de formación de material compuesto contenidos en el mismo para dar como resultado la pieza de material compuesto. Si se desea, los elementos de calentamiento individuales pueden estar incrustados dentro del cuerpo de herramienta. Dependiendo de las propiedades de la resina usada para formar el material compuesto, puede ser suficiente temperatura ambiente o ambiental, por ejemplo, para curar los materiales para formar la pieza de material compuesto. Once the perfusion of the resin reinforcement material is finished, the composite material formation materials are then cured to produce a piece of composite material having the shape conferred by the tool face. Heating or heating of composite materials is preferred or required for some composite materials to cure. The tool and cover assembly can be placed in an autoclave to apply additional pressure to the cover and / or to heat the composite formation materials to cure. Resin transfer in an autoclave can also be implemented. Other devices such as an oven, and / or individual heating elements may be used to apply heat to the materials contained within the closed volume in order to cure the composite forming materials contained therein to result in the workpiece. composite material. If desired, the individual heating elements may be embedded within the tool body. Depending on the properties of the resin used to form the composite material, room or ambient temperature may be sufficient, for example, to cure the materials to form the composite piece.

Tal como se trató anteriormente, el calentamiento efectuará cambios en las dimensiones de todos los materiales calentados. Las magnitudes de tales cambios dimensionales dependen de los CETs de los materiales individuales. En particular, el CET de la cara de herramienta y la pieza de material compuesto resultante son sustancialmente similares o equivalentes, tal como sería el caso si la pieza de material compuesto resultante y el material de cara de herramienta fueran CFC. As discussed above, heating will effect changes in the dimensions of all heated materials. The magnitudes of such dimensional changes depend on the CETs of the individual materials. In particular, the CET of the tool face and the resulting composite part are substantially similar or equivalent, as would be the case if the resulting composite part and the tool face material were CFC.

Los expertos en las técnicas asociadas pueden clasificar el utillaje tratado en este ejemplo ilustrativo como un ejemplo de VARTM (moldeo por transferencia de resina asistido por vacío). Ligeras modificaciones en las enseñanzas de este ejemplo producirían entonces el ejemplo ilustrativo de RTM (moldeo por transferencia de resina). Estas modificaciones son la eliminación del sistema de vacío y la ventilación del volumen cerrado. La ventilación del volumen cerrado puede ser mediante el uso de un orificio de conexión abierto o no sellando la abertura entre la cubierta y el cuerpo de herramienta. The skilled artisan can classify the tooling treated in this illustrative example as an example of VARTM (vacuum assisted resin transfer molding). Slight modifications in the teachings of this example would then produce the illustrative example of RTM (resin transfer molding). These modifications are the elimination of the vacuum system and the closed volume ventilation. Closed volume ventilation can be through the use of an open connection hole or by not sealing the opening between the cover and the tool body.

En la RTM, los materiales de refuerzo de material compuesto están colocados en la cara de herramienta. In RTM, composite reinforcement materials are placed on the tool face.

La resina en el depósito de resina se transfiere entonces, habitualmente mediante la acción de una bomba, desde el depósito hacia el volumen cerrado ventilado. La resina en el volumen cerrado perfunde entonces al interior del material de refuerzo de material compuesto para dar como resultado la producción de un material de formación de material compuesto. El segundo orificio de conexión se cierra una vez que se ha transferido suficiente resina al volumen cerrado y/o material de refuerzo. The resin in the resin tank is then transferred, usually by the action of a pump, from the tank to the closed ventilated volume. The resin in the closed volume then perfuses into the composite reinforcement material to result in the production of a composite forming material. The second connection hole is closed once enough resin has been transferred to the closed volume and / or reinforcing material.

La figura 5 ilustra una quinta realización a modo de ejemplo de un sistema según esta invención. Figure 5 illustrates a fifth exemplary embodiment of a system according to this invention.

La figura 5 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo 500 de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono. Este cuerpo de herramienta está dividido en dos secciones, una sección 500-A superior y una sección 500-B inferior. Aunque no se ilustra en este ejemplo, podrían utilizarse más de dos secciones en un único cuerpo de herramienta. Las superficies de estas secciones entran en contacto estrechamente entre sí a lo largo de una superficie mutua, que se denominará superficie 505 de división. Una parte de la superficie de división de cada sección está mecanizada, contorneada, moldeada o conformada de otro modo para proporcionar una cara 510 de herramienta de las dimensiones deseadas. Las caras de herramienta de cada sección están colocadas en las superficies de división de manera que se define un volumen 515 que tiene la conformación y las dimensiones de la pieza de material compuesto planificada para la producción en la herramienta. Adicionalmente, las caras de herramienta están colocadas sobre las superficies de división de manera que las superficies de división de cada sección entran en contacto entre sí alrededor del perímetro de las caras de herramienta. La zona de contacto de las superficies de división puede sellarse según se desee o se requiera con diversos materiales incluyendo cinta adhesiva, material de junta de estanqueidad, aislante, obturador y similares. En este ejemplo, la cara de herramienta de la sección de herramienta superior se extiende desde 520-A hasta 520-B. La cara de herramienta de la sección de herramienta inferior se extiende desde 520-C hasta 520-D Figure 5 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body 500 comprised at least in part of carbon foam. This tool body is divided into two sections, an upper 500-A section and a lower 500-B section. Although not illustrated in this example, more than two sections could be used in a single tool body. The surfaces of these sections come into close contact with each other along a mutual surface, which will be called the dividing surface 505. A part of the dividing surface of each section is machined, contoured, molded or otherwise shaped to provide a tool face 510 of the desired dimensions. The tool faces of each section are placed on the dividing surfaces so that a volume 515 is defined which has the conformation and dimensions of the composite piece planned for production in the tool. Additionally, the tool faces are placed on the dividing surfaces so that the dividing surfaces of each section come into contact with each other around the perimeter of the tool faces. The contact area of the dividing surfaces can be sealed as desired or required with various materials including adhesive tape, sealing gasket material, insulator, seal and the like. In this example, the tool face of the upper tool section extends from 520-A to 520-B. The tool face of the lower tool section extends from 520-C to 520-D

Para cada sección, una superficie de la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta soporta un material 525 de cara de herramienta. Este material de cara de herramienta forma la superficie de las caras de herramienta y preferiblemente la superficie de división de cada sección. Preferiblemente, este material de cara de herramienta es un material compuesto de fibra de carbono. Alternativamente, una superficie de la espuma de carbono de las secciones de cuerpo de herramienta superior e inferior puede servir como las caras de herramienta y/o superficies de división. Las células de esta espuma de carbono pueden rellenarse parcial o completamente. Pueden usarse compuestos de liberación y láminas de división según se desee y sea apropiado. Estos procedimientos pueden usarse solos o en combinación. For each section, a surface of the carbon foam incorporated in the tool body supports a tool face material 525. This tool face material forms the surface of the tool faces and preferably the dividing surface of each section. Preferably, this tool face material is a carbon fiber composite material. Alternatively, a surface of the carbon foam of the upper and lower tool body sections can serve as the tool faces and / or dividing surfaces. The cells of this carbon foam can be partially or completely filled. Release compounds and partition sheets may be used as desired and appropriate. These procedures can be used alone or in combination.

Ejes conectan el volumen definido por las caras de herramienta con el exterior del cuerpo de herramienta. Ejes 530 de ventilación conectan la(s) sección/secciones más superior(es) del volumen con la atmósfera. Este tipo de eje(s) se forma de la manera más conveniente en el cuerpo de herramienta superior. Otro(s) eje(s) 535 se conecta(n) a un(os) depósito(s) 540 que contiene(n) una resina. Este tipo de eje(es) se conecta(n) con la(s) sección/secciones más inferior(es) del volumen. Axes connect the volume defined by the tool faces with the outside of the tool body. 530 ventilation shafts connect the uppermost section (s) of the volume with the atmosphere. This type of shaft (s) is formed in the most convenient way in the upper tool body. Another shaft (s) 535 is connected to a tank (s) 540 that contains a resin. This type of axis (s) is connected to the lower section (s) of the volume.

En uso, los materiales de refuerzo de material compuesto se colocan en el volumen definido por las caras de herramienta. Se introduce entonces resina en el volumen, habitualmente mediante la acción de una bomba, desde el depósito unido. La resina llena el volumen y se infiltra en los materiales de refuerzo. La introducción de la resina se detiene cuando la resina entra en el/los eje(s) que conecta(n) el volumen con la atmósfera. In use, composite reinforcement materials are placed in the volume defined by the tool faces. Resin is then introduced into the volume, usually by the action of a pump, from the bonded tank. The resin fills the volume and infiltrates the reinforcing materials. The introduction of the resin stops when the resin enters the axis (s) that connects the volume with the atmosphere.

Entonces se curan los materiales de formación de material compuesto para producir una pieza de material compuesto que tiene la forma conferida por las caras de herramienta. Se prefiere o se requiere el calentamiento de los materiales de formación de material compuesto para que algunos materiales de formación de material compuesto efectúen el curado. El calentamiento puede llevarse a cabo mediante el uso de un autoclave, horno, elementos de calentamiento individuales y/u otros dispositivos de calentamiento similares. Los elementos de calentamiento individuales puede ser externos a, o internos a (es decir, no incrustados dentro de), el cuerpo de herramienta. Tal como se trató anteriormente, el calentamiento efectuará cambios en las dimensiones de todos los materiales calentados. Las magnitudes de tales cambios dimensionales dependen de los CETs de los materiales individuales. Específicamente, el CET de la cara de herramienta y la pieza de material compuesto resultante son similares o esencialmente idénticos, tal como sería el caso si la pieza de material compuesto resultante y el material de cara de herramienta fueran CFC. The composite materials forming materials are then cured to produce a piece of composite material that has the shape conferred by the tool faces. Heating or heating of composite materials is preferred or required for some composite materials to cure. The heating can be carried out by using an autoclave, oven, individual heating elements and / or other similar heating devices. The individual heating elements may be external to, or internal to (ie, not embedded within), the tool body. As discussed above, heating will effect changes in the dimensions of all heated materials. The magnitudes of such dimensional changes depend on the CETs of the individual materials. Specifically, the CET of the tool face and the resulting composite part are similar or essentially identical, as would be the case if the resulting composite part and the tool face material were CFC.

Los expertos en las técnicas asociadas pueden clasificar el utillaje tratado en este ejemplo ilustrativo como un ejemplo de RTM (moldeo por transferencia de resina). Ligeras modificaciones en las enseñanzas de este ejemplo producirían entonces el ejemplo ilustrativo de VARTM (moldeo por transferencia de resina asistido por vacío). Estas modificaciones son la conexión del/de los eje(s) de ventilación a un sistema de vacío en vez de a la atmósfera. También puede ser necesario sellar de manera más concienzuda las caras de herramienta, las superficies de división y/o la zona de contacto de las superficies de división de manera que sean impermeables a los gases. Those skilled in the associated techniques can classify the tooling treated in this illustrative example as an example of RTM (resin transfer molding). Slight modifications in the teachings of this example would then produce the illustrative example of VARTM (vacuum assisted resin transfer molding). These modifications are the connection of the ventilation shaft (s) to a vacuum system instead of the atmosphere. It may also be necessary to more thoroughly seal the tool faces, the dividing surfaces and / or the contact area of the dividing surfaces so that they are impervious to gases.

La figura 6 ilustra una sexta realización a modo de ejemplo de un sistema según esta invención. Figure 6 illustrates a sixth exemplary embodiment of a system according to this invention.

La figura 6 ilustra una representación en sección transversal de una herramienta reutilizable que comprende un cuerpo 600 de herramienta comprendido al menos en parte de espuma de carbono. Una superficie de la espuma de carbono incorporada en el cuerpo de herramienta está contorneada o conformada de otro modo hasta dar lugar a una configuración deseada para proporcionar una cara 605 de herramienta. En la figura 6, la cara de herramienta se extiende desde 605-A hasta 605-B. Las células de la espuma de carbono que incorporan esta cara de herramienta pueden estar parcialmente rellenas de manera que la cara de herramienta sigue siendo permeable al paso de gases. Alternativamente, la espuma de carbono soporta un material de cara de herramienta permeable al gas. Una sección de la superficie expuesta del material de cara de herramienta está contorneada o conformada de otro modo hasta dar lugar a una configuración deseada para proporcionar una cara de herramienta. La zona de la superficie del cuerpo de herramienta exterior, a excepción de la cara de herramienta y una zona 610 de conexión, están selladas con un material 615 impermeable al gas. Un primer orificio 620 de conexión está fijado en la zona de conexión. Este orificio de conexión está conectado a un sistema 625 de vacío. Figure 6 illustrates a cross-sectional representation of a reusable tool comprising a tool body 600 comprised at least in part of carbon foam. A surface of the carbon foam incorporated in the tool body is contoured or otherwise shaped to give rise to a desired configuration to provide a tool face 605. In Figure 6, the tool face extends from 605-A to 605-B. The carbon foam cells that incorporate this tool face may be partially filled so that the tool face remains permeable to the passage of gases. Alternatively, the carbon foam supports a gas permeable tool face material. A section of the exposed surface of the tool face material is contoured or otherwise shaped to give rise to a desired configuration to provide a tool face. The surface area of the outer tool body, with the exception of the tool face and a connection zone 610, are sealed with a gas-impermeable material 615. A first connection hole 620 is fixed in the connection zone. This connection hole is connected to a vacuum system 625.

La superficie 630 del cuerpo de herramienta que rodea inmediatamente a la cara de herramienta está equipada con dos bastidores, un bastidor 635 superior y un bastidor 640 inferior. Cada bastidor sostiene una membrana elastomérica impermeable al gas. El bastidor superior sostiene la membrana 645 superior. El bastidor inferior sostiene la membrana 650 inferior. Los bastidores son de tamaño equivalente y están apilados de manera que se forma un primer volumen 655 cerrado entre las membranas. Además, los bastidores apilados están colocados sobre la superficie del cuerpo de herramienta rodeando inmediatamente a la cara de herramienta de modo que se forma un segundo volumen 660 cerrado entre la cara de herramienta y la membrana inferior. Estos volúmenes cerrados pueden sellarse frente a la transferencia de gas no deseada dentro y fuera de estos volúmenes mediante la aplicación de obturadores 665 entre los bastidores y entre el bastidor superior y la superficie del cuerpo de herramienta que rodea inmediatamente a la cara de herramienta. Los obturadores pueden incluir diversos materiales incluyendo cinta adhesiva, material de junta de estanqueidad, aislante, obturador y similares. Un segundo orificio 670 de conexión está ubicado entre los bastidores, o alternativamente, en la membrana superior de manera que proporciona comunicación entre una segunda fuente 675 de vacío y el primer volumen cerrado. The surface 630 of the tool body immediately surrounding the tool face is equipped with two frames, an upper frame 635 and a lower frame 640. Each frame holds a gas-impermeable elastomeric membrane. The upper frame supports the upper membrane 645. The lower frame supports the lower membrane 650. The frames are of equivalent size and are stacked so that a first closed volume 655 is formed between the membranes. In addition, the stacked frames are placed on the surface of the tool body immediately surrounding the tool face so that a second closed volume 660 is formed between the tool face and the bottom membrane. These closed volumes can be sealed against the transfer of unwanted gas into and out of these volumes by applying shutters 665 between the frames and between the upper frame and the surface of the tool body immediately surrounding the tool face. The seals may include various materials including adhesive tape, sealing gasket material, insulator, seal and the like. A second connection hole 670 is located between the frames, or alternatively, in the upper membrane so that it provides communication between a second vacuum source 675 and the first closed volume.

En uso, los materiales 680 de formación de material compuesto se colocan en el primer volumen cerrado. El funcionamiento del/de los sistema(s) de vacío retira aire del primer volumen cerrado y el segundo volumen cerrado. Debe observarse que el aire retirado del segundo volumen cerrado se extrae a través del cuerpo de herramienta hasta el primer orificio de conexión y desde allí hasta el sistema de vacío. El volumen resultante en el primer volumen cerrado retira aire de los materiales de formación de material compuesto. El vacío resultante en el segundo volumen cerrado hace que las membranas elastoméricas se flexionen de manera que los materiales de formación de material compuesto se empujan y se colocan contra la cara de herramienta mediante la acción de la presión atmosférica ambiental sobre la membrana superior. In use, the composite material forming materials 680 are placed in the first closed volume. Operation of the vacuum system (s) removes air from the first closed volume and the second closed volume. It should be noted that the air removed from the second closed volume is drawn through the tool body to the first connection hole and from there to the vacuum system. The resulting volume in the first closed volume removes air from the composite forming materials. The resulting vacuum in the second closed volume causes the elastomeric membranes to flex so that the composite forming materials are pushed and placed against the tool face by the action of the ambient atmospheric pressure on the upper membrane.

Entonces de curan los materiales de formación de material compuesto para producir una pieza de material compuesto que tiene la forma conferida por la cara de herramienta. Se prefiere o se requiere el calentamiento de los materiales de formación de material compuesto para que algunos materiales de formación de material compuesto efectúen el curado. La herramienta puede colocarse en un autoclave para aplicar presión adicional a los materiales de formación de material compuesto y para calentar esos materiales para efectuar el curado. Pueden usarse otros dispositivos tales como un horno, y/o elementos de calentamiento individuales para aplicar calor a los materiales contenidos dentro del volumen cerrado con el fin de curar los materiales de formación de material compuesto contenidos en el mismo para dar como resultado la pieza de material compuesto. Si se desea, los elementos de calentamiento individuales pueden estar incrustados dentro del cuerpo de herramienta. Dependiendo de las propiedades de la resina usada para formar el material compuesto, puede ser suficiente temperatura ambiente o ambiental, por ejemplo, para curar los materiales para formar la pieza de material compuesto. Then the composite forming materials are cured to produce a piece of composite material that has the shape conferred by the tool face. Heating or heating of composite materials is preferred or required for some composite materials to cure. The tool can be placed in an autoclave to apply additional pressure to composite materials and to heat those materials to cure. Other devices such as an oven, and / or individual heating elements may be used to apply heat to the materials contained within the closed volume in order to cure the composite formation materials contained therein to result in the workpiece. composite material. If desired, the individual heating elements may be embedded within the tool body. Depending on the properties of the resin used to form the composite material, room or ambient temperature may be sufficient, for example, to cure the materials to form the composite piece.

Tal como se trató anteriormente, el calentamiento efectuará cambios en las dimensiones de todos los materiales calentados. Las magnitudes de tales cambios dimensionales dependen de los CETs de los materiales individuales. Específicamente, el CET de la cara de herramienta y la pieza de material compuesto resultante son similares o esencialmente idénticos, tal como sería el caso si la pieza de material compuesto resultante y el material de cara de herramienta fueran CFC. As discussed above, heating will effect changes in the dimensions of all heated materials. The magnitudes of such dimensional changes depend on the CETs of the individual materials. Specifically, the CET of the tool face and the resulting composite part are similar or essentially identical, as would be the case if the resulting composite part and the tool face material were CFC.

La figura 7 ilustra una séptima realización a modo de ejemplo de un sistema según esta invención. Figure 7 illustrates an seventh exemplary embodiment of a system according to this invention.

La figura 7 ilustra una representación tridimensional de una primera mitad de un cuerpo de herramienta reutilizable comprendido al menos en parte de espuma de carbono. Esta parte del cuerpo 700 de herramienta consiste en espuma de carbono que tiene una superficie 705 de división en la que está mecanizada, conformada, moldeada o formada de otro modo una conformación 710. En esta representación, esa conformación es un hemisferio. Un canal 715 está también mecanizado, conformado, moldeado o formado de otro modo en la superficie de división de la espuma de carbono. Este canal atraviesa la superficie de división de la parte de cuerpo de herramienta desde la conformación hasta un borde exterior de esa superficie. Figure 7 illustrates a three-dimensional representation of a first half of a reusable tool body comprised at least in part of carbon foam. This part of the tool body 700 consists of carbon foam having a dividing surface 705 in which a conformation 710 is machined, shaped, molded or otherwise formed. In this representation, that conformation is a hemisphere. A channel 715 is also machined, shaped, molded or otherwise formed on the dividing surface of the carbon foam. This channel crosses the dividing surface of the tool body part from the conformation to an outer edge of that surface.

La segunda mitad del cuerpo de herramienta reutilizable (no mostrado) tiene una superficie de división. Esta segunda mitad puede tener también un canal y una conformación mecanizada, conformada, moldeada o formada de otro modo en la superficie de división. Este canal y la conformación de la segunda mitad pueden reflejar los de la primera mitad. La superficie de división de la segunda mitad puede construirse de manera que es una imagen especular dimensional de la superficie de división de la primera mitad. Como tal, puede obtenerse un ajuste estrecho cuando las superficies de división de la primera y la segunda mitad se juntan entre sí. En particular, la segunda mitad puede construirse de manera que un canal, si está presente, atraviesa la superficie hasta un borde que es esencialmente la imagen especular del borde que entra en contacto con el canal de la primera mitad. The second half of the reusable tool body (not shown) has a dividing surface. This second half may also have a channel and a mechanized, shaped, molded or otherwise formed conformation on the dividing surface. This channel and the conformation of the second half may reflect those of the first half. The dividing surface of the second half can be constructed such that it is a dimensional mirror image of the dividing surface of the first half. As such, a narrow fit can be obtained when the dividing surfaces of the first and second half are joined together. In particular, the second half can be constructed so that a channel, if present, crosses the surface to an edge that is essentially the mirror image of the edge that comes into contact with the channel of the first half.

La forma conferida a las mitades del cuerpo de herramienta por el/los canal(s) y la(s) conformación/conformaciones constituye una cara de herramienta. Estas caras de herramienta pueden tener cualquier forma que proporcione que pueda trazarse una línea desde un plano paralelo a la superficie de división hasta cada parte de la cara de herramienta. El material de cara de herramienta está dispuesto en capas sobre la espuma de carbono para proporcionar una cara de herramienta. Estos materiales de cara de herramienta pueden ser cualquiera de los conocidos en las técnicas asociadas incluyendo materiales compuestos de fibra de carbono. The shape conferred to the halves of the tool body by the channel (s) and the conformation / conformations constitutes a tool face. These tool faces can have any shape that provides that a line can be drawn from a plane parallel to the dividing surface to each part of the tool face. The tool face material is layered on the carbon foam to provide a tool face. These tool face materials may be any of those known in the associated techniques including carbon fiber composites.

En uso, las dos mitades del cuerpo de herramienta están unidas entre sí en las caras de división. Pueden usarse pernos fijadores o marcas testigo para garantizar la alineación apropiada de las dos mitades. Pueden usarse diversos procedimientos para mantener el contacto de las superficies de división. Tales procedimientos incluyen, pero no se limitan a, fijación, atornillado y sujeción con flejes. Pueden verterse entonces en el/los canal(es) materiales de formación de material compuesto tales como resinas que contienen refuerzos de fibras cortas o material particulado. Los materiales de formación de material compuesto se transportan entonces a través del canal hasta el volumen definido por la conformación de cara de herramienta. Alternativamente, el volumen definido por la conformación de cara de herramienta puede contener un material de refuerzo de material compuesto, tal como fibras. La resina introducida en el canal prefundiría entonces en este material de refuerzo de material compuesto para dar como resultado un material de formación de material compuesto. Si se desea, el cuerpo de herramienta puede girarse y/o rotarse de manera que el material de formación de material compuesto recubra de manera uniforme la cara de herramienta. In use, the two halves of the tool body are joined together on the dividing faces. Fixing bolts or control marks can be used to ensure proper alignment of the two halves. Various methods can be used to maintain the contact of the dividing surfaces. Such procedures include, but are not limited to, fixing, screwing and fastening with strapping. Composite forming materials (such as resins containing short fiber reinforcements or particulate material) can then be poured into the channel (s). Composite forming materials are then transported through the channel to the volume defined by the tool face conformation. Alternatively, the volume defined by the tool face conformation may contain a composite reinforcement material, such as fibers. The resin introduced into the channel would then prefund in this composite reinforcing material to result in a composite forming material. If desired, the tool body can be rotated and / or rotated so that the composite forming material uniformly covers the tool face.

También es posible rellenar las conformaciones en las mitades del cuerpo de herramienta con materiales de refuerzo de material compuesto antes de unir las mitades en las caras de división. Una vez unidas, puede verterse resina en el/los canal(es). La resina se transporta entonces mediante la acción de la gravedad hasta el volumen definido por la conformación de cara de herramienta. Alternativamente, la resina puede bombearse al interior del volumen definido por la conformación de cara de herramienta. En este volumen, la resina perfunde en los materiales de refuerzo dando como resultado la formación de un material de formación de material compuesto. It is also possible to fill the shapes in the halves of the tool body with composite reinforcement materials before joining the halves in the dividing faces. Once joined, resin can be poured into the channel (s). The resin is then transported by gravity to the volume defined by the tool face conformation. Alternatively, the resin can be pumped into the volume defined by the tool face conformation. In this volume, the resin perfuses into the reinforcing materials resulting in the formation of a composite material forming material.

Entonces se curan los materiales de formación de material compuesto para producir una pieza de material compuesto que tiene la forma conferida por la cara de herramienta. Se prefiere o se requiere el calentamiento de los materiales de formación de material compuesto para que algunos materiales de formación de material compuesto efectúen el curado. La herramienta puede colocarse en un autoclave para aplicar presión adicional a los materiales de formación de material compuesto y para calentar esos materiales para efectuar el curado. Pueden usarse otros dispositivos tales como un horno, y/o elementos de calentamiento individuales, para aplicar calor a los materiales contenidos dentro del volumen de herramienta con el fin de curar los materiales de formación de material compuesto contenidos en el mismo para dar como resultado la pieza de material compuesto. Si se desea, los elementos de calentamiento individuales pueden estar incrustados dentro del cuerpo de herramienta. Dependiendo de las propiedades de la resina usada para formar el material compuesto, puede ser suficiente temperatura ambiente o ambiental, por ejemplo, para curar los materiales para formar la pieza de material compuesto. The composite material formation materials are then cured to produce a piece of composite material that has the shape conferred by the tool face. Heating or heating of composite materials is preferred or required for some composite materials to cure. The tool can be placed in an autoclave to apply additional pressure to composite materials and to heat those materials to cure. Other devices such as an oven, and / or individual heating elements, can be used to apply heat to the materials contained within the tool volume in order to cure the composite formation materials contained therein to result in the piece of composite material. If desired, the individual heating elements may be embedded within the tool body. Depending on the properties of the resin used to form the composite material, room or ambient temperature may be sufficient, for example, to cure the materials to form the composite piece.

La figuras 8A, 8B y 8C ilustran una octava realización a modo de ejemplo de un sistema según esta invención. Figures 8A, 8B and 8C illustrate an eighth exemplary embodiment of a system according to this invention.

La figuras 8A, 8B y 8C ilustran la preparación de un cuerpo de herramienta reutilizable de una herramienta de material compuesto según la presente invención. Refiriéndose a la figura 8A, se ilustra un bloque 800 de espuma de carbono. El bloque de espuma de carbono comprenderá al menos una parte de un cuerpo de herramienta. El bloque de espuma de carbono puede formarse con cualquier geometría deseada. Adicionalmente, este bloque de espuma de carbono puede estar compuesto por dos o más bloques de espuma de carbono individuales. En este ejemplo ilustrativo, tres bloques 802, 804 y 806 de espuma carbonosa están unidos entre sí con un material adhesivo, o similar, con el fin de formar el bloque 800 de espuma de carbono del cuerpo de herramienta. El material adhesivo usado para unir los bloques de espuma de carbono individuales puede ser, por ejemplo, una película adhesiva, una resina y similares. Más específicamente, pueden usarse materiales adhesivos disponibles comercialmente. Por ejemplo, pueden usarse Graphi Bond 551, Expando y/o cemento refractario. En particular, los diversos bloques 802, 804 y 806 de espuma de carbono se preparan de manera que tengan un CET sustancialmente similar o idéntico. Alternativamente, puede usarse un único bloque de espuma de carbono para formar el cuerpo 800 de herramienta. Figures 8A, 8B and 8C illustrate the preparation of a reusable tool body of a composite tool according to the present invention. Referring to Figure 8A, a block 800 of carbon foam is illustrated. The carbon foam block will comprise at least a part of a tool body. The carbon foam block can be formed with any desired geometry. Additionally, this carbon foam block may be composed of two or more individual carbon foam blocks. In this illustrative example, three blocks 802, 804 and 806 of carbon foam are bonded together with an adhesive material, or the like, in order to form the block 800 of carbon foam of the tool body. The adhesive material used to bond the individual carbon foam blocks can be, for example, an adhesive film, a resin and the like. More specifically, commercially available adhesive materials can be used. For example, Graphi Bond 551, Expando and / or refractory cement can be used. In particular, the various 802, 804 and 806 carbon foam blocks are prepared so that they have a substantially similar or identical CET. Alternatively, a single block of carbon foam can be used to form the tool body 800.

Se conforma entonces una superficie del bloque 800 de espuma de carbono para dar una geometría 810 deseada. Por ejemplo, se mecaniza una superficie 812 del bloque 800 de espuma de carbono para dar una geometría predeterminada. Normalmente, las dimensiones de la superficie conformada del bloque de carbono se ajustan a las dimensiones de un material de cara de herramienta, en este ejemplo un material laminado formado, que finalmente definirá la cara de herramienta. Es decir, la conformación puede realizarse en un perfil ligeramente mayor que si no se planeó el material de cara de herramienta para su uso. A surface of the carbon foam block 800 is then formed to give a desired geometry 810. For example, a surface 812 of the carbon foam block 800 is machined to give a predetermined geometry. Normally, the dimensions of the shaped surface of the carbon block conform to the dimensions of a tool face material, in this example a formed laminated material, which will ultimately define the tool face. That is, the shaping can be performed in a slightly larger profile than if the tool face material was not planned for use.

Refiriéndose a la figura 8B, tras la conformación, se dispone un material 814 laminado de resina y materiales de refuerzo sobre la superficie 812 conformada del bloque 800 de espuma de carbono. El material laminado constituirá un material de cara de herramienta. Los materiales usados para formar el material laminado se seleccionan de manera que el CET del material laminado curado resultante y el bloque 800 de espuma de carbono sean idénticos, concretamente equivalentes. La superficie del material 814 laminado, opuesta al bloque de espuma de carbono, servirá como cara de herramienta del cuerpo de herramienta una vez que finaliza el curado del material laminado. Por tanto, el material 814 laminado se forma para proporcionar una superficie que tiene las dimensiones de la cara de herramienta deseada. En esta realización de la presente invención, el material 814 laminado es un material compuesto de fibra de carbono. En otras realizaciones de la presente invención, cualquiera de los materiales de cara de herramienta tratados anteriormente puede sustituirse por el material laminado siempre que el CET del material de cara de herramienta y el cuerpo de herramienta de espuma de carbono sean equivalentes. Referring to Figure 8B, after forming, a resin laminated material 814 and reinforcement materials are arranged on the formed surface 812 of the carbon foam block 800. The laminated material will constitute a tool face material. The materials used to form the laminated material are selected so that the CET of the resulting cured laminate and the carbon foam block 800 are identical, specifically equivalent. The surface of the laminated material 814, opposite the carbon foam block, will serve as the tool face of the tool body once the curing of the laminated material is finished. Therefore, the laminated material 814 is formed to provide a surface that has the dimensions of the desired tool face. In this embodiment of the present invention, the laminated material 814 is a carbon fiber composite. In other embodiments of the present invention, any of the tool face materials discussed above may be replaced by the laminated material provided that the CET of the tool face material and the carbon foam tool body are equivalent.

El material 814 laminado está cubierto con una cubierta 816 conectada a un sistema de vacío (no mostrado) de manera que puede reducirse la presión en el volumen 815 entre la cubierta y el material 814 laminado. Puede ser necesario el sellado de la cubierta 816 con el material 814 laminado y/o el cuerpo 800 de utillaje. De esta manera, el material laminado se comprime contra la superficie 812 conformada del bloque 800 de espuma de carbono mediante la acción de la presión atmosférica medioambiental localizada sobre la cubierta. La cubierta 816 puede ser una membrana de silicio, una bolsa de elastómero y similares. El material laminado se cura entonces. The laminated material 814 is covered with a cover 816 connected to a vacuum system (not shown) so that the pressure in volume 815 between the cover and the laminated material 814 can be reduced. It may be necessary to seal the cover 816 with the laminated material 814 and / or the tool body 800. In this way, the laminated material is compressed against the formed surface 812 of the carbon foam block 800 by the action of the ambient atmospheric pressure located on the roof. The cover 816 can be a silicon membrane, an elastomer bag and the like. The laminated material is then cured.

En referencia a la figura 8C, el material 814 laminado curado se retira temporalmente del bloque 800 de espuma de carbono. Se aplica una pasta 816 de adhesión sobre la superficie del bloque 800 de espuma carbonosa con el fin de unir la superficie de contacto entre el bloque 800 de espuma de carbono y el material 814 laminado. El material 814 laminado curado se vuelve a colocar entonces sobre el bloque de espuma de carbono. Una vez que la unión es completa, la superficie 818 exterior del material 814 laminado opcionalmente se mecaniza y/o finaliza para dar unas dimensiones y una geometría predeterminada según sea necesario. El ensamblaje del bloque 800 de espuma carbonosa y el material 814 laminado curado constituye ahora un cuerpo de herramienta siendo la cara de herramienta la superficie exterior del material laminado. Referring to Figure 8C, the cured laminated material 814 is temporarily removed from the carbon foam block 800. An adhesion paste 816 is applied on the surface of the carbon foam block 800 in order to bond the contact surface between the carbon foam block 800 and the laminated material 814. The cured laminated material 814 is then replaced on the carbon foam block. Once the joint is complete, the outer surface 818 of the laminated material 814 is optionally machined and / or finished to give predetermined dimensions and geometry as necessary. The assembly of the carbonaceous foam block 800 and the cured laminated material 814 now constitutes a tool body with the tool face being the outer surface of the laminated material.

Tal como se trató anteriormente, los materiales de cara de herramienta pueden sustituirse por el material 814 laminado en el utillaje de la presente invención. Por ejemplo, puede aplicarse un metal pulverizado con arco a la superficie del bloque 800 de espuma de carbono para actuar como material de cara de herramienta y por tanto proporcionar una cara de herramienta. Un material de cara de herramienta de este tipo puede mecanizarse o formarse de otro modo posteriormente para dar de manera precisa la geometría deseada mediante técnicas de fabricación de metal convencionales. Adicionalmente, puede aplicarse una resina u otro material de cara de herramienta sobre el bloque 800 de espuma de carbono en lugar del material laminado. En esta configuración, la resina se aplica a la superficie 812 del bloque 800 de espuma carbonosa y se deja curar. A continuación, se muele la resina o se conforma de otro modo para dar la geometría deseada para obtener una cara de utillaje lista para usarse en la producción de piezas de material compuesto. As discussed above, the tool face materials can be replaced by the material 814 laminated in the tooling of the present invention. For example, an arc sprayed metal can be applied to the surface of the carbon foam block 800 to act as a tool face material and thus provide a tool face. A tool face material of this type can be machined or otherwise formed subsequently to precisely give the desired geometry by conventional metal fabrication techniques. Additionally, a resin or other tool face material may be applied on the carbon foam block 800 instead of the laminated material. In this configuration, the resin is applied to the surface 812 of the carbon foam block 800 and allowed to cure. The resin is then ground or otherwise shaped to give the desired geometry to obtain a tool face ready for use in the production of composite parts.

Si se desea, pueden incorporarse líneas de trazado, rayado cruzado, patrones y similares en las caras de herramienta proporcionadas mediante cualquier de los procedimientos anteriores. Estos patrones, y similares, se incorporarán finalmente en las piezas de utillaje formadas con el cuerpo de utillaje. If desired, plot lines, cross-hatch, patterns and the like can be incorporated into the tool faces provided by any of the above procedures. These patterns, and the like, will eventually be incorporated into the tooling pieces formed with the tooling body.

Resultará evidente para los expertos en la técnica que pueden hacerse diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de la invención. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra las modificaciones y variaciones de esta invención siempre que se encuentren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the invention. Therefore, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided that they are within the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims (17)

REIVINDICACIONES 1. Herramienta para la producción de al menos una pieza de material compuesto, comprendiendo la herramienta un cuerpo (400) de herramienta de espuma de carbono y soportando dicho cuerpo 1. Tool for the production of at least one piece of composite material, the tool comprising a body (400) of carbon foam tool and supporting said body (400) de herramienta de espuma de carbono un material (405) de cara de herramienta, caracterizada porque el coeficiente de expansión térmica del material (405) de cara de herramienta y el cuerpo (400) de herramienta de espuma de carbono son equivalentes. (400) of carbon foam tool a tool face material (405), characterized in that the coefficient of thermal expansion of the tool face material (405) and the carbon foam tool body (400) are equivalent.
2. 2.
Herramienta según la reivindicación 1, en la que al menos una parte de las células de la espuma de carbono están al menos parcialmente rellenas con un material de relleno. Tool according to claim 1, wherein at least a part of the carbon foam cells are at least partially filled with a filler material.
3. 3.
Herramienta según la reivindicación 2, en la que el material de relleno es al menos uno de una resina curada, una brea, un material cerámico moldeable curado, una resina carbonizada o una brea carbonizada. Tool according to claim 2, wherein the filler material is at least one of a cured resin, a pitch, a cured moldable ceramic material, a carbonized resin or a carbonized pitch.
4. Four.
Herramienta según la reivindicación 1, en la que el coeficiente de expansión térmica de la cara Tool according to claim 1, wherein the coefficient of thermal expansion of the face
(410) de herramienta es sustancialmente similar al coeficiente de expansión térmica de una pieza de material compuesto producida sobre la cara (410) de herramienta. Tool (410) is substantially similar to the coefficient of thermal expansion of a piece of composite material produced on the tool face (410).
5. 5.
Herramienta según la reivindicación 1, en la que el material (405) de cara de herramienta se selecciona del grupo que consiste en metales y materiales cerámicos. Tool according to claim 1, wherein the tool face material (405) is selected from the group consisting of metals and ceramic materials.
6. 6.
Herramienta según la reivindicación 1, en la que el material (405) de cara de herramienta se selecciona del grupo que consiste en una resina curada, un material compuesto de fibra, un material compuesto de fibra de carbono, un material compuesto particulado, INVAR®, carburo de silicio y materiales cerámicos de zircona. Tool according to claim 1, wherein the tool face material (405) is selected from the group consisting of a cured resin, a fiber composite material, a carbon fiber composite material, a particulate composite material, INVAR® , silicon carbide and zircona ceramic materials.
7. 7.
Herramienta según la reivindicación 1, en la que la espuma de carbono se deriva al menos en parte de brea, carbón o un derivado de carbón. Tool according to claim 1, wherein the carbon foam is derived at least in part from pitch, coal or a carbon derivative.
8. 8.
Herramienta según la reivindicación 1, en la que el cuerpo (400) de herramienta tiene forma de mandril. Tool according to claim 1, wherein the tool body (400) is shaped like a mandrel.
9. 9.
Herramienta según la reivindicación 1, que comprende además una cubierta (420) colocada al menos parcialmente sobre la cara (410) de herramienta y que encierra al menos una parte de la cara (410) de herramienta. Tool according to claim 1, further comprising a cover (420) placed at least partially on the tool face (410) and enclosing at least a part of the tool face (410).
10. 10.
Herramienta según la reivindicación 9, que comprende además un orificio (440, 450) de conexión de depósito de resina en comunicación de vacío con la parte encerrada de la cara de herramienta, en la que el orificio (440, 450) de conexión de depósito de resina está adaptado para conectarse a un sistema (455) de depósito de resina y proporciona transferencia de resina desde el sistema (450) de depósito de resina hasta la parte encerrada de la cara de herramienta cuando se crea un vacío en la parte encerrada de la cara de herramienta. Tool according to claim 9, further comprising a resin reservoir connection hole (440, 450) in vacuum communication with the enclosed part of the tool face, wherein the reservoir connection hole (440, 450) Resin is adapted to be connected to a resin reservoir system (455) and provides resin transfer from the resin reservoir system (450) to the enclosed part of the tool face when a vacuum is created in the enclosed portion of The tool face.
11. eleven.
Procedimiento para producir al menos una pieza de material compuesto, que comprende las etapas de: Procedure for producing at least one piece of composite material, comprising the steps of:
proporcionar un cuerpo (400) de herramienta de espuma de carbono que tiene una cara (410) de herramienta y dicha cara (410) de herramienta comprende un material (405) de cara de herramienta; providing a carbon foam tool body (400) having a tool face (410) and said tool face (410) comprises a tool face material (405); colocar material de formación de material compuesto sobre la cara de herramienta; y place composite material forming material on the tool face; Y curar el material de formación de material compuesto produciendo de ese modo la pieza de material compuesto, caracterizado porque el coeficiente de expansión térmica del material (405) de cara de herramienta, el cuerpo (400) de herramienta de espuma de carbono y el material de formación de material compuesto son equivalentes. curing the composite material forming material thereby producing the composite part, characterized in that the thermal expansion coefficient of the tool face material (405), the carbon foam tool body (400) and the material of Composite formation are equivalent.
12. 12.
Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el material de formación de material compuesto es una mezcla de una resina y al menos uno seleccionado del grupo que consiste en un material de refuerzo de material particulado y un material de refuerzo fibroso. Process according to claim 11, wherein the composite forming material is a mixture of a resin and at least one selected from the group consisting of a particulate reinforcement material and a fibrous reinforcement material.
13. 13.
Procedimiento según la reivindicación 11, que comprende además la etapa de colocar una película de división entre los materiales de formación de material compuesto y la cara de herramienta. Method according to claim 11, further comprising the step of placing a dividing film between the composite materials and the tool face.
14. 14.
Procedimiento según la reivindicación 11, que comprende además la etapa de recubrir al menos una parte de la cara (410) de herramienta con un agente de liberación antes de poner en contacto la cara (410) de herramienta con el material (425) de formación de material compuesto. Method according to claim 11, further comprising the step of coating at least a part of the tool face (410) with a release agent before contacting the tool face (410) with the forming material (425) of composite material.
15. fifteen.
Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el material (405) de cara de herramienta se selecciona del grupo que consiste en metales y materiales cerámicos. Method according to claim 11, wherein the tool face material (405) is selected from the group consisting of metals and ceramic materials.
16. 16.
Procedimiento según la reivindicación 11, en el que el material (405) de cara de herramienta se selecciona del grupo que consiste en una resina curada, un material compuesto de fibra, un Method according to claim 11, wherein the tool face material (405) is selected from the group consisting of a cured resin, a fiber composite, a
5 material compuesto de fibra de carbono, un material compuesto particulado, INVAR®, carburo de silicio, y materiales cerámicos de zircona INVAR®, carburo de silicio y materiales cerámicos de zircona. 5 carbon fiber composite material, a particulate composite material, INVAR®, silicon carbide, and INVAR® zircona ceramic materials, silicon carbide and zircona ceramic materials.
17. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que la herramienta comprende además una cubierta (420) colocada sobre al menos una parte de la cara (410) de herramienta y que encierra 17. The method of claim 11, wherein the tool further comprises a cover (420) placed on at least a part of the tool face (410) and enclosing 10 al menos una parte de la cara de herramienta, y en el que el material (425) de formación de material compuesto se coloca sobre la parte encerrada de la cara de herramienta, y que comprende además la etapa de producir un vacío dentro de la parte encerrada de la cara de herramienta. 10 at least a part of the tool face, and in which the composite material (425) is placed on the enclosed part of the tool face, and further comprising the step of producing a vacuum within the enclosed part of the tool face.
ES05712047T 2004-01-20 2005-01-20 USE OF CARBON FOAM COMPOSITE MATERIAL AND PROCEDURES TO USE THE SAME. Active ES2356163T3 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US878151 2001-06-07
US53699904P 2004-01-20 2004-01-20
US536999P 2004-01-20
US878125 2004-06-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2356163T3 true ES2356163T3 (en) 2011-04-05

Family

ID=37879304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES05712047T Active ES2356163T3 (en) 2004-01-20 2005-01-20 USE OF CARBON FOAM COMPOSITE MATERIAL AND PROCEDURES TO USE THE SAME.

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN1933952B (en)
AT (1) ATE487581T1 (en)
DE (1) DE602005024660D1 (en)
ES (1) ES2356163T3 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102166823A (en) * 2010-12-29 2011-08-31 江西昌河航空工业有限公司 Technique for performing matched mold forming on male mold laminates
CN105150557B (en) * 2015-09-15 2017-09-12 沈阳飞机工业(集团)有限公司 A kind of self-control auxiliary mould manufacture method for the special-shaped c-type frame class forming parts of deep camber
CN110091521B (en) * 2018-01-31 2023-04-07 深圳光启尖端技术有限责任公司 Forming method of composite material component and composite material component
CN111716619A (en) * 2020-06-03 2020-09-29 南通市众惠模具有限公司 Foaming mold processing method with high cleaning efficiency

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5904972A (en) * 1995-06-07 1999-05-18 Tpi Technology Inc. Large composite core structures formed by vacuum assisted resin transfer molding
US5868974A (en) * 1997-11-27 1999-02-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Process for preparing pitch foams
CN1442279A (en) * 2003-04-11 2003-09-17 北京玻璃钢研究设计院 Composite material vacuum injection moulding method

Also Published As

Publication number Publication date
ATE487581T1 (en) 2010-11-15
CN1933952B (en) 2011-03-30
DE602005024660D1 (en) 2010-12-23
CN1933952A (en) 2007-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1711324B1 (en) Carbon foam composite tooling and methods for using the same
ES2247831T5 (en) MOLDING MATERIALS.
JP2007521987A5 (en)
JP5877156B2 (en) Rotor blade manufacturing method and manufacturing apparatus thereof
ES2317436T3 (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING A SANDWICH COMPONENT WITH A BEE NEST CORE.
US8420002B2 (en) Method of RTM molding
ES2360832T3 (en) A PROCEDURE FOR THE PERFORMANCE OF RIGIDIZED PANELS OF COMPOSITE MATERIALS.
US20050003195A1 (en) Carbon foam composite tooling and methods for using the same
KR101118687B1 (en) Process for producing sandwich type composite panel
WO2010039547A2 (en) Reinforced internal composite structures
ES2356163T3 (en) USE OF CARBON FOAM COMPOSITE MATERIAL AND PROCEDURES TO USE THE SAME.
US20050008862A1 (en) Carbon foam composite tooling and methods for using the same
EP2886446A2 (en) Pressure bulkhead for an aircraft
ES2545694T3 (en) Molding mandrel tool seamless
US20100136292A1 (en) Carbon Foam and Graphite Composite Tooling
US8021638B2 (en) Carbon foam and high density carbon foam composite tooling
US8071065B2 (en) High density carbon foam composite tooling
ES2633784T3 (en) Manufacturing process of a piece of composite material and its corresponding device
CN111647252B (en) Carbon honeycomb and preparation method thereof
ES2578930T3 (en) FRP molding method
Kelkar et al. Low cost manufacturing of textile composites using Vacuum Assisted Resin Transfer Molding
TW200916305A (en) Vacuum assisted resin infusion integral forming method for composite without coating
JPH01113231A (en) Light-weight sandwich structure
JPS62135349A (en) Manufacture of fiber reinforced plastic
JPS62135348A (en) Manufacture of fiber reinforced plastic