ES2387905A1 - Molde para elementos de composite con espesor variable - Google Patents
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Abstract
Molde para elementos de composite con espesor variable, del tipo de los utilizados para la fabricación de elementos en composite mediante tecnología RTM (Resin Transfer Molding), caracterizado porque la cámara de inyección dispone de un fondo desplazable verticalmente mediante una cuña asociada a un husillo movido por un actuador electromecánico.La invención que se presenta aporta la principal ventaja de permitir realizar, con un único molde, piezas de diferentes alturas, con el consiguiente ahorro económico en moldes.
Description
Molde para elementos de composite con espesor variable
La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un molde para elementos de composite con espesor variable, del tipo de los utilizados para la fabricación de elementos en composite mediante tecnología RTM (Resin Transfer Molding), caracterizado porque la cámara de inyección dispone de al menos un fondo desplazable verticalmente mediante una cuña asociada a un husillo movido por un actuador electromecánico.
La invención se refiere al campo de los moldes para la fabricación de elementos en composite mediante tecnología RTM (Resin Transfer Molding). Mediante esta tecnología se inyecta dentro de un molde cerrado, en el que previamente se han introducido las distintas capas precortadas de fibra y los insertos y refuerzos metálicos que la pieza requiera, una resina termoendurecible, con la asistencia opcional de vacío. La pieza es curada después de inyectarse en el propio molde, a través de un circuito térmico diseñado anteriormente. Una de la grandes ventajas es su curado en el propio molde, pudiendo conseguir diferentes curados gracias a las variables tiempo y temperatura, evitando por ello la necesidad de realizar un post-curado como por ejemplo, autoclave. El resultado es una pieza de material compuesto con un buen acabado en ambas caras, a diferencia de otros procesos de fabricación de composites, en los que solamente hay una cara en contacto con el molde.
En la actualidad son conocidos múltiples procedimientos de fabricación de piezas de composite, algunos de ellos utilizando moldes con tecnología RTM, como podemos encontrar por ejemplo descrito en las Patentes ES2183296 “Procedimiento de fabricación de piezas huecas de material compuesto”, ES-220131 “Aparato para moldear artículos compuestos”, WO200914726 “Molde horno”, y ES-2202765 “Procedimiento de realización de piezas huecas de precisión, de material compuesto”. Si embargo todos estos procedimientos adolecen del problema de que, para obtener piezas de distinto espesor, por ejemplo durante la fase de pruebas de resistencias, es necesario realizar otro molde diferente, o modificar el existente, con el consiguiente coste económico.
Se ha intentado alguna solución alternativa, como la descrita en la Patente EP1243401A1 “Método y dispositivo para controlar el espesor durante la fabricación de componentes en composite”, consistente en introducir en el molde unas galgas o chapas de distinto grosor para compensar o reducir la altura, pero este procedimiento es muy incómodo de uso, tiene poca precisión y es muy propenso a problemas en el molde.
En el campo del moldeo de componentes en material termoplástico se conocen algunos moldes que incorporan un fondo regulable en altura, como por ejemplo el reivindicado en la Patente ES-2324491 “Dispositivo de moldeo con fondo regulable en altura para el moldeo de recipientes termoplásticos de diversas alturas”, pero el tipo de regulación de altura no es aplicable a los moldes para tecnología RTM, ya que están pensados para moldes más reducidos y que tengan que soportar gran presión de inyección, como es el caso de los termoplásticos.
Para solventar la problemática existente en la actualidad en la fabricación de piezas de composite de múltiples espesores utilizando tecnología RTM, mejorando el estado de la técnica actual, se ha ideado el molde para elementos de composite con espesor variable objeto de la presente invención, el cual comprende un cuerpo principal y una tapa de cierre, estando dotado, al menos uno de ellos, con un fondo desplazable verticalmente terminado en su parte inferior con una superficie inclinada que reposa sobre una pieza en forma de cuña, dotada de movimiento horizontal, solidaria con la parte móvil de un husillo mecánicamente asociado a su vez con un actuador electromecánico y un encoder de control de posición, definiendo una cámara de inyección de espesor variable.
El actuador electromecánico proporciona el movimiento de giro que, mediante el husillo se transforma en desplazamiento horizontal de la cuña, la cual origina un desplazamiento vertical del fondo, variando por tanto de forma acorde el espesor de la cámara de inyección.
El molde se complementa con una cámara inferior termoregulada, que permite que el husillo trabaje a una temperatura sensiblemente inferior a la que alcanzan los elementos principales del molde, mejorando su funcionamiento y duración y evitando problemas debidos al exceso de temperatura.
Este molde para elementos de composite con espesor variable que se presenta aporta múltiples ventajas sobre los sistemas disponibles en la actualidad siendo la más importante que permite realizar, con un único molde, piezas de diferentes alturas, con el consiguiente ahorro económico en moldes.
Otra de las más importantes ventajas a destacar es la cámara termoregulada en la que se encuentra ubicado el
husillo, permitiendo su trabajo a menor temperatura que el resto del molde, facilitando su funcionamiento y
alargando su vida útil.
Es importante resaltar la gran precisión que se obtiene en la regulación del espesor de la pieza.
Otra importante ventaja es que el molde está temperado, mediante los oportunos elementos calefactores, facilitando el proceso de fabricación de la pieza.
Otra ventaja de la presente invención es que el molde puede incorporar circuito de refrigeración, para bajar la temperatura en el cambio de pieza, acelerando el proceso.
No debemos olvidar citar la gran facilidad de experimentación que permite este molde, propiciando las pruebas con distintos espesores de pieza sin necesidad de realizar nuevos moldes, acelerando y abaratando enormemente el proceso de desarrollo y pruebas de las piezas realizadas en composite.
Para comprender mejor el objeto de la presente invención, en el plano anexo se ha representado una realización práctica preferencial de un molde para elementos de composite con espesor variable. En dicho plano la figura – 1-muestra una vista seccionada lateral del molde, en una realización en la que el fondo desplazable se encuentra dispuesto en el cuerpo principal.
La figura –2-muestra una vista en perspectiva del molde abierto, sin la tapa de cierre, desde la parte delantera , en una realización en la que el fondo desplazable se encuentra dispuesto en el cuerpo principal..
La figura -3-muestra una vista en perspectiva del molde cerrado, desde la parte delantera, en una realización en la que el fondo desplazable se encuentra dispuesto en el cuerpo principal.
La figura -4-muestra una vista en perspectiva del molde cerrado, desde la parte trasera, en una realización en la que el fondo desplazable se encuentra dispuesto en el cuerpo principal.
El molde para elementos de composite con espesor variable objeto de la presente invención, comprende básicamente, como puede apreciarse en el plano anexo, un cuerpo principal (1) y una tapa de cierre (2), estando dotado al menos uno de ellos de un fondo (3) desplazable verticalmente terminado en su parte inferior con una superficie inclinada que reposa sobre una pieza en forma de cuña (4), dotada de movimiento horizontal, solidaria con la parte móvil (5) de un husillo (6) mecánicamente asociado a su vez con un actuador electromecánico (7) y un encoder (8) de control de posición, definiendo una cámara de inyección (16) de espesor variable. El actuador electromecánico (7) proporciona el movimiento de giro que, mediante el husillo (6) se transforma en desplazamiento horizontal de la cuña (4), la cual origina un desplazamiento vertical del fondo (3), variando por tanto de forma acorde el espesor de la cámara de inyección (16).
En este ejemplo el fondo (3) desplazable se encuentra dispuesto en el cuerpo principal (1), pero está previsto que alternativamente pueda estar dispuesto en la tapa de cierre (2), o en ambos elementos.
El molde se complementa con una cámara inferior (10) termoregulada debajo del cuerpo principal (1) del molde asociada con uno o varios dispositivos de enfriamiento (9), y que permite que el husillo (6) trabaje a una temperatura sensiblemente inferior a la que alcanzan los elementos principales del molde, mejorando su funcionamiento y duración y evitando problemas debidos al exceso de temperatura.
Los distintos elementos del molde están dispuestos sobre unos soportes (18) y (19), unidos entre sí.
Entre el cuerpo principal (1) y la tapa de cierre (2) se encuentra dispuesta al menos una junta de cierre (12) con el fin de garantizar el sellado del cierre, que se realiza mediante unos medios de cierre (20). La tapa de cierre (2) dispone de fijaciones (15) para medios de elevación externos, que permitan su desplazamiento para la apertura y cierre del molde.
Entre el cuerpo principal (1) y el fondo (3) desplazable verticalmente se encuentra asimismo dispuesta una junta 5 (11) para garantizar la estanqueidad de la cámara de inyección (16) al variar su espesor.
Está previsto que el fondo (3) desplazable verticalmente, el cuerpo principal (1) o ambos, dispongan de medios de calentamiento (17), que pueden ser de cualquier tipo: eléctricos, circuito hidráulico de agua o aceite, etc…
10 La tapa de cierre (2) dispone de una o varias boquillas de inyección de material (13) y de una o varias boquillas de vacío (14), en su caso.
Está previsto que, de forma alternativa, el cuerpo principal (1), la tapa de cierre (2), o ambos, dispongan de circuito de refrigeración, para acelerar el enfriamiento de la pieza antes de su extracción. 15
Claims (2)
- REIVINDICACIONES1 – Molde para elementos de composite con espesor variable, caracterizado porque comprende un cuerpo principal (1) y una tapa de cierre (2), estando dotado al menos uno de ellos de un fondo (3) desplazable verticalmente terminado en su parte inferior con una superficie inclinada que reposa sobre una pieza en forma de cuña (4), dotada de movimiento horizontal, solidaria con la parte móvil (5) de un husillo (6) mecánicamente asociado a su vez con un actuador electromecánico (7) y un encoder (8) de control de posición, definiendo una cámara de inyección (16) de espesor variable.2 – Molde para elementos de composite con espesor variable, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque debajo del cuerpo principal (1) del molde, se encuentra definida una cámara inferior (10) termoregulada, asociada con uno o varios dispositivos de enfriamiento (9).3 – Molde para elementos de composite con espesor variable, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque entre el cuerpo principal (1) y la tapa de cierre (2) se encuentra dispuesta al menos una junta de cierre (12).4 – Molde para elementos de composite con espesor variable, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque entre el cuerpo principal (1) y el fondo (3) desplazable verticalmente se encuentra dispuesta una junta (11).5 – Molde para elementos de composite con espesor variable, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el fondo (3) desplazable verticalmente, el cuerpo principal (1), o ambos, disponen de medios de calentamiento (17).6 – Molde para elementos de composite con espesor variable, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque comprende unos medios de cierre (20).7 – Molde para elementos de composite con espesor variable, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la tapa de cierre (2) dispone de fijaciones (15) para medios de elevación externos.8 – Molde para elementos de composite con espesor variable, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque la tapa de cierre (2) dispone de una o varias boquillas de inyección de material (13) y de una o varias boquillas de vacío (14).9 – Molde para elementos de composite con espesor variable, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque el cuerpo principal (1), la tapa de cierre (2), o ambos, disponen de circuito de refrigeración.10 -Procedimiento de actuación de un molde para elementos de composite con espesor variable, descrito en cualquiera de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el actuador electromecánico (7) proporciona el movimiento de giro que, mediante el husillo (6) se transforma en desplazamiento horizontal de la cuña (4), la cual origina un desplazamiento vertical del fondo (3), variando por tanto de forma acorde el espesor de la cámara de inyección (16), siendo controlada la posición mediante el encoder (8).OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.º solicitud: 201231275ESPAÑAFecha de presentación de la solicitud: 06.08.2012Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : B29C45/33 (2006.01) B29C45/26 (2006.01)DOCUMENTOS RELEVANTES
- Categoría
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- Y
- CN 201761029 U (CHENGDU SPACE MOULD & PLASTIC CO LTD) 16.03.2011, Resumen WPI; Figura 1. 1-10
- Y
- ES 2182806 T3 (THYSSENKRUPP TECHNOLOGIES AG) 16.03.2003, figuras 2,3; párrafo 1, líneas 31-69. 1-10
- A
- JP 2007062277 A (TOYOTA MOTOR CORP) 15.03.2007, Resumen WPI; figuras 1-3. 1-10
- A
- US 6196821 B1 (CHEN LILY) 06.03.2001, todo el documento 1-10
- A
- US 6030569 A (YU QIANG) 29.02.2000, todo el documento. 1-10
- A
- US 5335702 A (GOTO AKIHIKO) 09.08.1994, todo el documento. 1-10
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 20.09.2012
- Examinador C. Rodríguez Tornos Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICANº de solicitud: 201231275Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B29C Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos debúsqueda utilizados) INVENES, EPODOCInforme del Estado de la Técnica Página 2/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 201231275Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 20.09.2012Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-10 SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-10 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 2012312751. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- CN 201761029 U (CHENGDU SPACE MOULD & PLASTIC CO LTD) 16.03.2011
- D02
- ES 2182806 T3 (THYSSENKRUPP TECHNOLOGIES AG) 16.03.2003
- D03
- JP 2007062277 A (TOYOTA MOTOR CORP) 15.03.2007
- D04
- US 6196821 B1 (CHEN LILY) 06.03.2001
- D05
- US 6030569 A (YU QIANG) 29.02.2000
- D06
- US 5335702 A (GOTO AKIHIKO) 09.08.1994
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónEl objeto de la invención es un molde de inyección que posee un fondo desplazable verticalmente mediante una cuña asociada a un husillo movido por un actuador electro-mecánico.El documento D01 se considera el estado de la técnica más cercano a la invención y divulga (las siguientes referencias están contenidas en la Fig. 1) un molde de inyección que comprende un cuerpo principal (6) y una tapa de cierre (7). El cuerpo principal está dotado de un fondo (1) desplazable verticalmente terminado en su parte inferior con una superficie inclinada que reposa sobre una pieza en forma de cuña (2), dotada de movimiento horizontal. El movimiento horizontal se logra mediante un raíl guía (3) que se une a través un tornillo (3) y una rosca al cuerpo principal del molde. Todo ello permite definir una cámara de inyección (8) de espesor variable en el molde.La diferencia principal entre las reivindicaciones 1 y 10 de la solicitud y lo divulgado en D01 radica en que la pieza en forma de cuña se desplaza horizontalmente mediante un husillo mecánicamente asociado con un actuador electromecánico y un encoder de control de posición. El problema técnico que subyace a la presente invención sería por tanto el proporcionar un mecanismo electromecánico que permita el desplazamiento horizontal de la cuña.Dicho mecanismo de accionamiento electromecánico de cuñas queda divulgado en D02 (figuras 2 y 3; párrafo 1 líneas 31 a 69). Según este documento (las referencias corresponden a la figura 2) un motor eléctrico (16) provoca la rotación del husillo(20) y éste a su vez el desplazamiento horizontal de cuñas solidarías a él (17, 18), con lo que el macho (1) se desplaza en sentido ortogonal a las cuñas.En consecuencia, sería obvio para el experto en la materia que quiera resolver el problema técnico planteado, aplicar estos conocimientos con su correspondiente efecto (D02) y obtener el objeto técnico reivindicado en 1 y 10. Por ello dichas reivindicaciones carecen de actividad inventiva a la luz de D01 y D02.Las reivindicaciones dependientes 2-9 se refieren a características de diseño habituales en los moldes de inyección como son: juntas de cierre, medios de calentamiento o enfriamiento, medios de cierre y elevación de molde, boquillas de inyección de material. Su empleo es habitual y ampliamente conocido en el sector de los moldes, por lo que su utilización no requiere el ejercicio de actividad inventiva.En conclusión, las reivindicaciones 1-10 de la solicitud poseen novedad pero carecen de actividad inventiva a la luz del estado de la técnica conocido (Art. 6 y 8 de la Ley de Patentes 11/1986).Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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