ES2409068B1 - Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina - Google Patents

Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina Download PDF

Info

Publication number
ES2409068B1
ES2409068B1 ES201330393A ES201330393A ES2409068B1 ES 2409068 B1 ES2409068 B1 ES 2409068B1 ES 201330393 A ES201330393 A ES 201330393A ES 201330393 A ES201330393 A ES 201330393A ES 2409068 B1 ES2409068 B1 ES 2409068B1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
drum
pieces
machine
head
application
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.)
Expired - Fee Related
Application number
ES201330393A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2409068A1 (es
Inventor
Manuel Torres Martínez
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to ES201330393A priority Critical patent/ES2409068B1/es
Publication of ES2409068A1 publication Critical patent/ES2409068A1/es
Priority to US14/768,322 priority patent/US10124542B2/en
Priority to CN201480016686.1A priority patent/CN105307842B/zh
Priority to EP14767909.6A priority patent/EP2977188B1/en
Priority to PCT/ES2014/070142 priority patent/WO2014147270A1/es
Priority to JP2016503691A priority patent/JP6105804B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of ES2409068B1 publication Critical patent/ES2409068B1/es
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/32—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core on a rotating mould, former or core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/34—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor movable, e.g. to or from the moulding station
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/46—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles using fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C37/0003—Discharging moulded articles from the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/38—Automated lay-up, e.g. using robots, laying filaments according to predetermined patterns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/543—Fixing the position or configuration of fibrous reinforcements before or during moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • B29C70/545—Perforating, cutting or machining during or after moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82—Cores or mandrels
    • B29C53/821—Mandrels especially adapted for winding and joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/08—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts of continuous length, e.g. cords, rovings, mats, fabrics, strands or yarns
    • B29K2105/0872—Prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina, comprendiendo al menos un tambor (1) de pared orificada, que dispone de un accionamiento giratorio, en relación con el cual va dispuesto al menos un cabezal (5) aplicador de bandas de fibra, al menos un cabezal (7) de corte y al menos un conjunto (11) formador de piezas tubulares, mientras que por el interior del tambor (1) va dispuesto un sistema de soplado que permite proyectar aire a través de la pared orificada de dicho tambor (1), permitiendo fabricar, con dicho conjunto, piezas de configuración abierta y piezas de configuración tubular, mediante superficies laminadas (9) que se forman sobre el tambor (1).

Description

Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina.
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con la fabricación de piezas de materiales compuestos, para sectores tales como la automoción o la aeronáutica, proponiendo una máquina y un proceso que permiten de manera sencilla, económica y rápida una gran producción de piezas de ese tipo.
Estado de la técnica
En el sector de la automoción se viene demandando lo que ya es habitual en otros sectores, como el de la aeronáutica, es decir la fabricación de piezas estructurales con materiales compuestos con fibra de carbono, fibra de vidrio u otras de similares características, para reducir el peso, el consumo energético, la contaminación y los costes, así como para aumentar la seguridad, por la capacidad que tienen los materiales compuestos de absorber energía en los impactos.
El sector de la automoción requiere, sin embargo, de grandes producciones de piezas con un coste bajo por pieza producida, demandando piezas relativamente planas de configuración abierta, como puertas, techos, capós, etc. y piezas de configuración tubular con secciones de formas diferentes, para parachoques, refuerzos de la carrocería, etc., de manera que son necesarios medios que permitan realizar todas esas piezas en las condiciones de producción mencionadas
Objeto de la invención
De acuerdo con la invención se propone una máquina que permite llevar a cabo la fabricación de piezas de materiales compuestos, tanto en configuración abierta como en configuración tubular, con un proceso sencillo y de gran producción, mediante laminación con bandas de fibra de carbono, fibra de vidrio u otras de características semejantes.
La máquina preconizada comprende al menos un tambor de pared orificada dispuesto en montaje giratorio y actuado por un accionamiento motriz de giro, en relación con el cual va dispuesto al menos un cabezal aplicador de bandas de fibra y al menos un cabezal de corte, los cuales son desplazables a lo largo del tambor, y al menos un conjunto formador de piezas tubulares dispuesto también en relación con el tambor giratorio, yendo en el interior del tabor un sistema de soplado provisto con boquillas de apertura selectiva dispuestas en relación con una zona situada sobre una cinta transportadora exterior y en relación con una zona correspondiente con la situación de cada conjunto formador de piezas tubulares.
De este modo se obtiene una máquina en la que, mediante el cabezal aplicador de bandas de fibra se forman sobre el tambor giratorio superficies laminadas correspondientes con la configuración de piezas a obtener, recortándose con el cabezal de corte los bordes de dichas superficies laminadas, según la terminación de las piezas a obtener, y mediante el sistema de soplado del interior del tambor se efectúa el desprendimiento de las superficies laminadas y recortadas, para su descarga en la cinta de transporte exterior para llevarlas a un proceso independiente de conformación, en el caso de que correspondan a piezas de configuración abierta, o para formar piezas tubulares, mediante el conjunto formador de piezas tubulares, con las superficies laminadas.
Las superficies laminadas destinadas para piezas de configuración abierta, se forman mediante laminación, sobre el tambor giratorio, de capas sucesivas superpuestas con el cabezal aplicador de bandas de fibra, hasta el grosor de las piezas a obtener; mientras que para formar piezas de configuración tubular se forman mediante laminación, sobre el tambor giratorio, capas independientes y separadas de superficies laminadas, con el cabezal aplicador de bandas de fibra, llevándose luego dichas capas sucesivamente al conjunto formador de piezas tubulares, para superponer las capas que correspondan en la formación de las piezas tubulares a obtener, las cuales se conforman después en un proceso independiente.
El conjunto formador de piezas tubulares consta de un mandrino tubular cilíndrico de pared orificada, sobre el cual se dispone una funda elástica, apoyando dicho mandrino sobre el tambor giratorio en el que se forman las superficies laminadas, mientras que sobre el mandrino apoyan a su vez un rodillo pisón y un rodillo piloto, los cuales le mantienen en presión contra el tambor giratorio, yendo dispuestos el mandrino y los rodillos que empujan sobre él, con posibilidad de separación controlada entre ellos y respecto del tambor giratorio, para adaptarse esa separación al grosor progresivo de la superposición de capas laminadas de formación de las piezas tubulares a obtener.
En un extremo de la máquina se dispone una zona de preparación y espera de un cabezal aplicador de bandas de fibra, de recambio, para sustituir al cabezal aplicador de bandas de fibra que opera en la máquina, cuando las bandas de fibra de éste cabezal que opera en la máquina se acaban, lo cual agiliza la sustitución de dicho cabezal,
ES 2 409 068 Al
reduciendo a un mínimo tiempo de parada de la máquina para efectuar esa sustitución.
Por otro lado, para aumentar la productividad, la máquina se prevé con dos unidades axialmente consecutivas, comprendiendo cada una de ellas un tambor con accionamiento giratorio independiente y en relación con el conjunto de ambas unidades uno o más cabezales aplicadores de bandas de fibra y uno o más cabezales de corte, mientras que en relación con el tambor de cada una de las unidades se disponen uno o más conjuntos formadores de piezas tubulares, incluyéndose por el interior del conjunto de la instalación un sistema común de soplado para el desprendimiento de las superficies laminadas que se forman sobre los tambores giratorios. De este modo se obtiene una máquina en la que mientras en una unidad se está efectuando la formación de superficies laminadas mediante el cabezal aplicador de bandas de fibra, en la otra unidad se puede estar recortando con el cabezal de corte las superficies laminadas formadas en un ciclo anterior, y así sucesivamente, lo cual permite una producción de muchas más piezas en un mismo tiempo.
Por todo ello, esta máquina objeto de la invención resulta de unas características muy ventajosas para la fabricación de piezas laminadas con materiales compuestos a la que está destinada, adquiriendo vida propia y carácter preferente para la aplicación en sectores, como el de la automoción, que requieren grandes producciones de ese tipo de piezas.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra en perspectiva una máquina según el objeto de la invención, compuesta por dos unidades axialmente consecutivas y en proceso de formación de superficies laminadas para piezas de configuración abierta.
La figura 1A es un detalle del recorte de una superficie laminada en la máquina de la invención, para formar dos puertas de automóvil.
La figura 2 es un detalle en perspectiva ampliada del extremo de la máquina de la invención en el que se encuentra la zona de preparación de un cabezal de recambio aplicador de bandas de fibra, para sustituir al cabezal aplicador de bandas de fibra que opera en la máquina.
La figura 3 es un detalle ampliado de la zona central en la que se unen las unidades axialmente consecutivas de la máquina.
La figura 4 es un detalle ampliado de la disposición de un cabezal aplicador de bandas de fibra y un cabezal de corte, en relación con un tambor giratorio en la máquina de la invención.
La figura 5 es una vista de perfil de la máquina de la invención en el proceso de formación de superficies laminadas para piezas de configuración abierta.
La figura 5A es un detalle ampliado de la zona V indicada en la figura anterior.
La figura 6 es una perspectiva parcial de la máquina, con un tambor giratorio parcialmente seccionado, observándose en el interior del mismo la estructura que soporta al sistema de soplado.
La figura 7 es una vista ampliada y seccionada de la parte central de la máquina.
La figura 8 es un detalle ampliado en perspectiva de un extremo de la máquina en el proceso de formación de capas independientes de superficies laminadas para formar piezas de configuración tubular.
La figura 9 es una vista de perfil de la máquina en el proceso de formación de piezas de configuración tubular.
La figura 10 es un detalle ampliado de la formación de una pieza de configuración tubular mediante la máquina de la invención, en la fase de inicio de aplicación de la primera capa de formación de la pieza tubular.
La figura 11 es el mismo detalle de la figura anterior en la fase de terminación de aplicación de la primera capa de formación de la pieza tubular.
La figura 12 es un detalle en perspectiva parcialmente seccionada del extremo de un mandrino de formación de piezas tubulares en la máquina de la invención.
Descripción detallada de la invención
El objeto de la invención se refiere a una máquina y un proceso para fabricar, en grandes cantidades, piezas de materiales compuestos con fibra de carbono, fibra de vidrio u otras de características semejantes, para sectores, como la automoción o la aeronáutica, en los que la naturaleza de estos materiales los hace preferentes.
ES 2 409 068 Al
La máquina destinada para tal fin, según el objeto de la invención, comprende, elementalmente, un tambor (1) de pared orificada, dispuesto en montaje giratorio, con accionamiento motriz de giro mediante un motor (2) que actúa, por medio de un piñón (3) de ataque, sobre una corona dentada (4) dispuesta sobre el tambor (1).
En relación con el tambor (1) va dispuesto al menos un cabezal (5) aplicador de bandas de fibra, incorporado en montaje sobre una guía (6) de desplazamiento longitudinal paralelamente al tambor (1) y con posibilidad de aproximación y separación respecto del mismo, y al menos un cabezal (7) de corte, incorporado a su vez sobre una respectiva guía (8) de desplazamiento longitudinal y con posibilidad igualmente de aproximación y separación respecto del tambor (1).
El cabezal (5) aplicador de bandas de fibra puede ser de cualquier tipo que permita la aplicación de una o más bandas de fibra para formar superficies laminadas (9) sobre el tambor (1), por ejemplo un cabezal (5) con múltiples bobinas (10) suministradoras de hilos de fibra para formar con el conjunto de los hilos una banda de aplicación, como el ejemplo que se observa en la figura 4, sin que esta realización sea limitativa.
El cabezal (7) de corte puede a su vez ser de cualquier tipo que permita realizar un corte con precisión de las superficies laminadas (9), en relación con los bordes de las piezas a obtener; pudiendo utilizarse, por ejemplo, un cabezal (7) de corte por ultrasonidos, sin que este tipo de cabezal sea limitativo.
En relación con el tambor (1) va dispuesto además (figuras 5, 9, 10, 11), al menos, un conjunto (11) formador de piezas tubulares, que consta de un mandrino (12) tubular cilíndrico de pared orificada, sobre el cual se dispone una funda elástica (13), como se observa en la figura 12, apoyando dicho mandrino (12) sobre el tambor (1), contra el cual se mantiene con presión mediante un rodillo pisón (14) y un rodillo piloto (15) que a su vez apoyan sobre el mandrino (12), con un accionamiento que permite separar de manera controlada el mandrino (12) respecto del tambor (1) y los rodillos pisón (14) y piloto (15) respecto de dicho mandrino (12).
Paralelamente al tambor (1) va dispuesta también en la parte exterior una cinta transportadora (16) y por el interior una estructura (17) que soporta a un sistema de soplado (18) provisto con boquillas (19) de apertura selectiva que quedan en relación con una zona situada por encima de la cinta transportadora (16) y en relación con una zona correspondiente con cada conjunto (11) formador de piezas tubulares.
Con todo ello resulta una máquina con la que pueden fabricarse, como representa la figura 5, piezas de configuración abierta, tales como puertas, techos y otras partes de la carrocería de vehículos, formándose superficies laminadas (9) sobre el tambor (1) con el cabezal (5) aplicador de bandas de fibra, mediante aplicación de sucesivas capas de laminación superpuestas, hasta determinar el grosor de las piezas a obtener; las cuales superficies laminadas (9) se recortan después con el cabezal (7) de corte, sobre el propio tambor (1), según la forma de las piezas a obtener; para luego desprender las superficies laminadas (9) recortadas, mediante impulsión de aire con el sistema de soplado (18) a través de los orificios de la pared del tambor (1), para ser llevadas las piezas a formar, mediante la cinta transportadora (16), a un proceso independiente de conformado.
Por otro lado, con la misma máquina se pueden fabricar igualmente, como muestran las figuras 8, 9, 10 y 11, piezas tubulares para parachoques, refuerzos de carrocería, etc., formándose sobre el tambor (1), mediante el cabezal (5) aplicador de bandas de fibra, capas independientes de superficies laminadas (9), con orientación de las fibras en distintas direcciones, como se observa en la figura 8; llevándose después, mediante el giro del tambor (1) la primera capa de superficie laminada (9) destinada para la formación de la pieza tubular a fabricar, hasta la posición de contacto con el mandrino (12) del conjunto (11) formador de piezas tubulares, en donde, mediante giro combinado del tambor (1) y del mandrino (12) y la proyección de aire con el sistema de soplado (18) a través de los orificios de la pared del tambor (1), se produce el desprendimiento de la capa de superficie laminada (9) del tambor (1) y su incorporación en enrollado sobre el mandrino (12), como se observa en las figuras 10 y 11.
Una vez incorporada la primera capa de superficie laminada (9) sobre el mandrino (12), mediante giro del tambor (1) se lleva la siguiente capa de superficie laminada (9) destinada para la formación de la pieza tubular a fabricar, hasta la posición de contacto con el mandrino (12), en donde de la misma manera se incorpora esa segunda capa de superficie laminada (9), sobre la capa anteriormente enrollada sobre el mandrino (12), y así sucesivamente hasta completar el grosor de la pieza tubular a fabricar, con las capas de superficies laminadas (9) que sean necesarias; separándose en el proceso de incorporación de las sucesivas capas de superficies laminadas (9), el mandrino (12) respecto del tambor (1) y los rodillos pisón (14) y piloto (15) respecto de del mandrino (12), en la medida progresiva necesaria según va adquiriendo grosor la pieza en formación.
En caso de haber varios conjuntos (11) formadores de piezas tubulares, sobre el tambor (1) se forman grupos de los distintos tipos de capas de superficies laminadas (9), de manera que cuando se termina la formación de una pieza tubular en un conjunto (11) formador de piezas tubulares, se procede a formar otra pieza tubular en otro conjunto
(11) formador de piezas tubulares, mientras que en el anterior se realiza la descarga del mandrino (12) correspondiente con la pieza tubular formada sobre él, para sustituirle por otro que quede dispuesto para formar otra pieza tubular.
ES 2 409 068 Al
Para separar la pieza tubular formada respecto del mandrino (12) de formación, por el interior del mandrino (12) se realiza un soplado, mediante el cual a través de los orificios de la pared del mandrino (12) se obliga a expandirse ligeramente a la funda elástica (13), quedando así libre el mandrino (12) para extraerse. Una vez realizada la extracción del mandrino (12), el conjunto de la funda elástica (13) y las capas de superficies laminadas (9) enrolladas sobre él, se introducen en un molde determinado con la forma de la pieza que se desee obtener, donde mediante la expansión de la funda elástica (13) se obliga al conjunto de capas de superficies laminadas (9) a adoptar la forma de la pieza a obtener.
Según una realización práctica, para mejorar la productividad, la máquina se prevé formada por dos unidades axialmente consecutivas, como se observa en la figura 1, comprendiendo cada una de las unidades un tambor (1) con accionamiento giratorio independiente, yendo en relación con el conjunto de ambas unidades al menos un cabezal (5) aplicador de bandas de fibra y al menos un cabezal (7) de corte, así como un sistema de soplado (18) común por el interior del conjunto; mientras que en relación con el tambor (1) de cada una de las unidades pueden ir uno o más conjuntos (11) formadores de piezas tubulares. De este modo, mientras que sobre el tambor (1) de una de las unidades está operando el cabezal (5) aplicador de bandas de fibra, formando sobre él superficies laminadas (9), en la otra unidad puede estar operando el cabezal (7) de corte, recortando las superficies laminadas (9) realizadas en una operación anterior por el cabezal (5) aplicador de bandas de fibra, lo que permite obtener mayor número de piezas de fabricación en un mismo tiempo.
Por otra parte, en un extremo de la máquina se prevé una zona de preparación de un cabezal (5.1) aplicador de bandas de fibra, para que quede en espera, con el fin de que cuando en el cabezal (5) aplicador de bandas de fibra que está operando en la máquina se acaben las bobinas (10) suministradoras de hilos o bandas de fibra, automáticamente se produzca la sustitución de dicho cabezal (5) por el cabezal (5.1) situado en la zona de espera, con lo que la sustitución se produce de una manera muy rápida, siendo muy corto el tiempo necesario de parada de la máquina para efectuar la sustitución, lo cual repercute también en una optimización del rendimiento funcional de la máquina.
ES 2 409 068 Al

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1.- Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos, para fabricar piezas de configuración abierta o de configuración tubular, mediante superposición de capas laminadas con bandas de fibra de carbono, fibra de vidrio u otras de características semejantes, caracterizada porque comprende al menos un tambor (1) de pared orificada dispuesto en montaje giratorio con un accionamiento motriz de giro, yendo en relación con dicho tambor (1) al menos un cabezal (5) aplicador de bandas de fibra, al menos un cabezal (7) de corte y al menos un conjunto (11) formador de piezas tubulares, mientras que por el interior del tambor (1) va dispuesto un sistema de soplado (18) provisto con boquillas (19) de apertura selectiva dispuestas en relación con una zona situada por encima de una cinta transportadora (16) exterior y en relación con una zona correspondiente con cada conjunto (11) formador de piezas tubulares.
  2. 2.- Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque el cabezal (5) aplicador de bandas de fibra y el cabezal (7) de corte, van incorporados en montaje de desplazamiento sobre respectivas guías (6 y 8) paralelas al tambor (1) y con posibilidad de aproximación y separación respecto del mismo.
  3. 3.- Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque cada conjunto (11) formador de piezas tubulares consta de un mandrino (12) tubular cilíndrico de pared orificada, sobre el cual se dispone una funda elástica (13), apoyando sobre dicho mandrino (12) un rodillo pisón (14) y un rodillo piloto (15), los cuales le mantienen apoyado con presión contra el tambor (1).
  4. 4.- Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque comprende dos unidades axialmente consecutivas, comprendiendo cada una de las unidades un tambor (1) con accionamiento giratorio independiente, yendo en relación con el conjunto de ambas unidades al menos un cabezal (5) aplicador de bandas de fibra y al menos un cabezal (7) de corte, así como un sistema de soplado (18) común por el interior del conjunto; mientras que en relación con el tambor (1) de cada una de las unidades van dispuestos uno o más conjuntos (11) formadores de piezas tubulares.
  5. 5.- Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque en un extremo se establece una zona de preparación y espera de un cabezal (5.1) aplicador de bandas de fibra, destinado a sustituir al cabezal (5) aplicador de bandas de fibra que opera en la máquina, cuando el suministro de las bandas de fibra en este cabezal (5) que opera en la máquina se acaben.
  6. 6.- Proceso de fabricación de piezas de materiales compuestos con la máquina de las reivindicaciones anteriores, utilizando al menos un tambor (1) giratorio de pared orificada y en relación con él al menos un cabezal (5) aplicador de bandas de fibra, al menos un cabezal (7) de corte y al menos un conjunto (11) formador de piezas tubulares, mientras que por el interior del tambor (1) va dispuesto un sistema de soplado (18) provisto con boquillas (19) de apertura selectiva en relación con unas zonas determinadas del tambor (1), caracterizado porque mediante el cabezal (5) aplicador de bandas de fibra se forman sobre el tambor (1) superficies laminadas (9), las cuales se recortan mediante el cabezal (7) de corte, según las formas de las piezas a obtener, desprendiéndose luego las superficies laminadas (9) recortadas, mediante proyección de aire a través de los orificios de la pared del tambor (1), para conformar con ellas las piezas a obtener.
  7. 7.- Proceso de fabricación de piezas de materiales compuestos, de acuerdo con la sexta reivindicación, caracterizado porque para fabricar piezas de configuración abierta se forman sobre el tambor (1) superficies laminadas (9), mediante aplicación de sucesivas capas laminadas superpuestas, hasta determinar el grosor de las piezas a obtener, las cuales superficies laminadas (9) se recortan y se desprenden del tambor (1) para la conformación de las piezas a obtener.
  8. 8.- Proceso de fabricación de piezas de materiales compuestos, de acuerdo con la sexta reivindicación, caracterizado porque para fabricar piezas de configuración tubular se forman sobre el tambor (1) capas independientes de superficies laminadas (9), las cuales mediante giro combinado del tambor (1) y de un mandrino
    (12) componente de un conjunto (11) formador de piezas tubulares, con simultánea proyección de aire mediante el sistema de soplado (18), se enrollan sucesivamente en superposición sobre el mandrino (12), para conformar, mediante el conjunto de capas enrollado sobre el mandrino (12), previa extracción de éste, la pieza tubular a obtener.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201330393
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 19.03.2013
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A A
    US 2005039843 A1 (JOHNSON BRICE A et al.) 24.02.2005, todo el documento. DE 102010015027 A1 (DEUTSCH ZENTR LUFT & RAUMFAHRT) 13.10.2011, todo el documento. 1-8 1-8
    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 11.06.2013
    Examinador A. Pérez Igualador Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201330393
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD B29C70/38 (2006.01)
    B29C70/54 (2006.01) B29C33/34 (2006.01) Documentación 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 de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201330393
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 11.06.2013
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 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 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201330393
    1. 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
    US 2005039843 A1 (JOHNSON BRICE A et al.) 24.02.2005
    D02
    DE 102010015027 A1 (DEUTSCH ZENTR LUFT & RAUMFAHRT) 13.10.2011
  9. 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 declaración
    El documento D01 se refiere a un aparato para la laminación de material compuesto para piezas de aeronave. Se lleva a cabo sobre un mandril con forma de tambor rotatorio. El dispositivo de laminación es móvil y puede girar con relación a la estructura de soporte mecánico del tambor. La posición y el movimiento de cada uno de estos dispositivos (cabezas de aplicación) son regulables.
    El documento D02 se refiere a un sistema de aplicación de material para la formación de piezas de material compuesto. Cuenta con raíles que rodean la pieza sobre los cuales se mueven los cabezales aplicadores del material. Se reducen así los tiempos de espera y se incrementa la productividad.
    Ninguno de los dos documentos anteriores, los más representativos del estado de la técnica que se han encontrado, describe el tambor orificado ni el sistema de soplado reivindicados en la primera reivindicación. Tampoco el proceso reivindicado en la sexta reivindicación, que utiliza los anteriores dispositivos, está divulgado en estos documentos.
    El objeto de las reivindicaciones 1ª y 6ª independientes es nuevo e implica actividad inventiva. Las demás reivindicaciones siendo dependientes de las anteriores cumplen igualmente los requisitos de novedad y actividad inventiva (Art. 4º, 6º y 8º de la Ley de Patentes 11/1986).
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
ES201330393A 2013-03-19 2013-03-19 Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina Expired - Fee Related ES2409068B1 (es)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201330393A ES2409068B1 (es) 2013-03-19 2013-03-19 Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina
US14/768,322 US10124542B2 (en) 2013-03-19 2014-02-25 Machine for producing parts made of composite materials and method for producing parts using said machine
CN201480016686.1A CN105307842B (zh) 2013-03-19 2014-02-25 用于制造由复合材料制成的部件的机器以及使用所述机器制造部件的方法
EP14767909.6A EP2977188B1 (en) 2013-03-19 2014-02-25 Machine for producing parts made of composite materials and method for producing parts using said machine
PCT/ES2014/070142 WO2014147270A1 (es) 2013-03-19 2014-02-25 Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina
JP2016503691A JP6105804B2 (ja) 2013-03-19 2014-02-25 複合材料で作られる部品の製造用機械及びその機械を使用した部品の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201330393A ES2409068B1 (es) 2013-03-19 2013-03-19 Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2409068A1 ES2409068A1 (es) 2013-06-24
ES2409068B1 true ES2409068B1 (es) 2014-04-01

Family

ID=48570646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201330393A Expired - Fee Related ES2409068B1 (es) 2013-03-19 2013-03-19 Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10124542B2 (es)
EP (1) EP2977188B1 (es)
JP (1) JP6105804B2 (es)
CN (1) CN105307842B (es)
ES (1) ES2409068B1 (es)
WO (1) WO2014147270A1 (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11465343B2 (en) 2019-12-17 2022-10-11 Saudi Arabian Oil Company Manufacturing continuous fiber reinforced thermoplastic components with layers of unidirectional tape
US11794402B2 (en) 2019-12-18 2023-10-24 Saudi Arabian Oil Company Reducing manufacturing defects of a wound filament product
CN115175811A (zh) * 2020-03-06 2022-10-11 银河有限责任公司 成形复合载具蒙皮及用于其高速制造的方法
EP4074496A1 (en) * 2021-04-16 2022-10-19 Airbus Operations, S.L.U. Device and method for manufacturing composite parts and aircraft bulkhead manufactured with such method
US11982397B2 (en) 2021-10-26 2024-05-14 Saudi Arabian Oil Company Resin rich polyurea-based integrated external layer for reinforced thermosetting resin piping protection

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3102458A (en) * 1963-02-04 1963-09-03 Olin Mathicson Chemical Corp Tube winding apparatus and process
GB1381781A (en) * 1972-02-01 1975-01-29 Barratt W C Manufacture of articles of flowable hardenable material
US3778206A (en) * 1970-07-31 1973-12-11 W Barratt Apparatus for producing cement sheets
US3892623A (en) * 1970-07-31 1975-07-01 William C Barratt Process for producing fibrous cement sheets
IT976997B (it) * 1972-04-15 1974-09-10 Hitachi Shipbuilding Eng Co Perfezionamento nei procedimenti e dispositivi per la fabbricazione di elementi tubolari in materiale sintetico con rinforzo interno in fibra di vetro
JPS6021531B2 (ja) * 1978-06-06 1985-05-28 東レ株式会社 湾曲した繊維強化樹脂積層板の製造方法
JPS5925627Y2 (ja) * 1978-09-22 1984-07-27 積水化学工業株式会社 管製造用マンドレル
JPS58132539A (ja) * 1982-02-02 1983-08-06 Bridgestone Corp 円筒状ゴムスリーブの製造方法及び製造装置
US5277108A (en) * 1990-11-08 1994-01-11 Mitsubishi Kasei Engineering Co. Rotating cylindrical treatment apparatus
US5651850A (en) * 1996-01-11 1997-07-29 The Boeing Company Method of fabricating hybrid composite structures
US6692681B1 (en) * 1997-01-29 2004-02-17 Raytheon Aircraft Company Method and apparatus for manufacturing composite structures
US7282107B2 (en) * 2003-08-22 2007-10-16 The Boeing Company Multiple head automated composite laminating machine for the fabrication of large barrel section components
US7228611B2 (en) * 2003-11-18 2007-06-12 The Boeing Company Method of transferring large uncured composite laminates
ES2529448T3 (es) * 2004-04-21 2015-02-20 Ingersoll Machine Tools, Inc. Colocación automatizada de fibras que usa múltiples cabezales de colocación, estizolas sustituibles y cabezales de colocación sustituibles
ITTO20070773A1 (it) * 2007-10-31 2009-05-01 Alenia Aeronautica Spa Procedimento per l'applicazione di un sacco a vuoto attorno ad un barile di fusoliera in materiale composito da polimerizzare.
GB0807398D0 (en) * 2008-04-23 2008-05-28 Airbus Uk Ltd Improved method of tape laying of thermoplastic composite materials
EP2362825B1 (en) * 2008-11-12 2017-03-22 LM WP Patent Holding A/S A method of laying a layer of fibre material and the related apparatus
ES2365571B1 (es) * 2009-05-21 2012-09-17 Danobat S.Coop Sistema para la fabricacion automatica de palas de aerogenerador
JP5303396B2 (ja) * 2009-08-12 2013-10-02 株式会社日立製作所 複合材ローラ
JP5439225B2 (ja) * 2010-02-26 2014-03-12 三菱重工業株式会社 プリプレグ積層ヘッド及びこれを備えたプリプレグ自動積層装置
DE102010015027B4 (de) * 2010-04-13 2011-11-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Faser-Legevorrichtung
CN102501388A (zh) * 2011-10-21 2012-06-20 成都彩虹环保科技有限公司 复合材料制造装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6105804B2 (ja) 2017-03-29
CN105307842B (zh) 2017-11-10
EP2977188B1 (en) 2017-07-19
JP2016514633A (ja) 2016-05-23
EP2977188A1 (en) 2016-01-27
US10124542B2 (en) 2018-11-13
US20150360423A1 (en) 2015-12-17
ES2409068A1 (es) 2013-06-24
CN105307842A (zh) 2016-02-03
WO2014147270A1 (es) 2014-09-25
EP2977188A4 (en) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2409068B1 (es) Máquina para fabricar piezas de materiales compuestos y proceso de fabricación de piezas con dicha máquina
ES2442040R1 (es) Encofrado para hormigonar el revestimiento interior de túneles.
ES2413189R1 (es) Instalacion para fabricar larguerillos de fibra para estructuras aeroespaciales
ES2396808B2 (es) Procedimiento y dispositivo para la mecanizacion de cigüeñales
US11872783B2 (en) Device for cutting a profile of a tire tread in a rubber profiled element, and cutting method using such a device
TWI635948B (zh) 環保輪胎的製造方法與裝置
AR080807A1 (es) Procedimiento y dispositivo para fabricar cuerpos de latas, asi como cuerpos de latas
ITUB20153259A1 (it) Macchina combinata per lavorare vergelle e relativo procedimento di lavorazione
PE20180975A1 (es) Metodo de doblado por gravedad asistido por sobrepresion y dispositivo adecuado para el mismo
ES2777611T3 (es) Procedimiento de conformación por soplado a alta velocidad para dar forma a recipientes de aluminio usando aleaciones 3xxx con alto contenido de material reciclado
WO2015101198A1 (zh) 机械反包装置
ES2425026R1 (es) Método de fabricación de un componente de una pala partida de un aerogenerador
ES2574479T3 (es) Dispositivo y método de extracción de la banda de rodadura de un neumático o parte del mismo
ES2877401T3 (es) Método para la fabricación de un cuerpo moldeado rotacionalmente simétrico
ES2392913B1 (es) Conjunto conformador de hileras para el conformado de las hileras utilizadas en la extrusión de metales
RU2015149765A (ru) Устройство для непрерывного изготовления корпусов трубчатой тары, преимущественно из картона или аналогичных материалов
KR20140078585A (ko) 그린 타이어 및／또는 미경화 스프링을 제조하기 위한 조립체 및 방법
RU2009126256A (ru) Пресс-форма для изготовления автомобильной шины из эластичного полиуретана с упругими деформируемыми спицами
ES2627025T3 (es) Combinación de un dispositivo y una preforma y procedimiento para la fabricación de una rueda de metal ligero
ES2451940A1 (es) Procedimiento y útil de encintado empleado en la fabricación de piezas de material compuesto
ES2397370B1 (es) Polea con gargantas múltiples para órganos flexibles, en particular órganos de cable para el corte de material lapídeo o similar, y procedimiento de fabricación de la misma.
ES2357123B1 (es) Cilindro contra-troquel para una maquina troqueladora
IT201900010353A1 (it) Metodo per la realizzazione di vetri laminati a partire da una lastra di vetro laminato.
US1382471A (en) Tire-building machine
ES2399117B1 (es) Sistema mejorado para cortar llantas en máquinas de corte.

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2409068

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B1

Effective date: 20140401

FD2A Announcement of lapse in spain

Effective date: 20211004