ES2432090B2 - Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto y dispositivo empleado. - Google Patents

Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto y dispositivo empleado. Download PDF

Info

Publication number
ES2432090B2
ES2432090B2 ES201230446A ES201230446A ES2432090B2 ES 2432090 B2 ES2432090 B2 ES 2432090B2 ES 201230446 A ES201230446 A ES 201230446A ES 201230446 A ES201230446 A ES 201230446A ES 2432090 B2 ES2432090 B2 ES 2432090B2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
piece
plane
tool
prepreg
section
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
ES201230446A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2432090R1 (es
ES2432090A2 (es
Inventor
David Cano Cediel
Ruth CHINARRO VERA
Francisco Escobar Benavides
Pedro Nogueroles Viñes
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.)
Airbus Operations SL
Original Assignee
Airbus Operations SL
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 Airbus Operations SL filed Critical Airbus Operations SL
Priority to ES201230446A priority Critical patent/ES2432090B2/es
Priority to PCT/ES2013/070190 priority patent/WO2013144404A1/es
Priority to EP13725719.2A priority patent/EP2832531A1/en
Priority to US14/388,555 priority patent/US9782958B2/en
Publication of ES2432090A2 publication Critical patent/ES2432090A2/es
Publication of ES2432090R1 publication Critical patent/ES2432090R1/es
Application granted granted Critical
Publication of ES2432090B2 publication Critical patent/ES2432090B2/es
Active 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
    • B29C70/34—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 and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0003—Producing profiled members, e.g. beams
    • 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
    • B29C53/02—Bending or folding
    • 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
    • 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
    • B29C70/34—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 and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/342—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 and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using isostatic 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
    • 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
    • B29C70/386—Automated tape laying [ATL]
    • 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
    • B29C70/541—Positioning reinforcements in a mould, e.g. using clamping means for the reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/0046—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by constructional aspects of the apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/16—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0012—Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
    • 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
    • B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/308—Adjustable moulds
    • 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
    • B29L2031/001—Profiled members, e.g. beams, sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/07—Parts immersed or impregnated in a matrix
    • B32B2305/076—Prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/72—Cured, e.g. vulcanised, cross-linked
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2309/00—Parameters for the laminating or treatment process; Apparatus details
    • B32B2309/06—Angles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/18—Aircraft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1002—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with permanent bending or reshaping or surface deformation of self sustaining lamina
    • Y10T156/1043—Subsequent to assembly
    • Y10T156/1044—Subsequent to assembly of parallel stacked sheets only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

El procedimiento de fabricación objeto de la invención comprende las siguientes etapas: A) apilado de tiras de material preimpregnado sobre un útil de encintado (14), de manera que se obtiene una pieza laminada en ángulo (2) que comprende una sección central (2a) contenida en un primer plano (12), al menos una sección lateral (2b) contenida en un segundo plano (13), y al menos un eje de doblado (5) entre la sección central (2a) y la al menos una sección lateral (2b), de manera que, el primer plano y el segundo plano forman un ángulo {al}; B) conformado de la pieza laminada en ángulo (2) que comprende el doblado por el eje de doblado (5) de la al menos una sección lateral respecto la sección central (2a), obteniendo una pieza conformada (6); C) curado, de la pieza conformada (6).

Description

Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de piezas realizadas en material compuesto de gran espesor yto de geometría compleja. Empleando el procedimiento de fabricación objeto de la invención, se pueden fabricar piezas con estas geometrías de grandes ángulos 'ita grandes espesores, cumpliendo los requisitos de calidad (dimensionales y estructurales) que se le exigen a las piezas empleadas en la industria aeronáutica. El procedimiento comprende un encintado y un conformado, empleándose para el encintado la tecnología ATl (Aulomatic Tape laying). Es de aplicación en el ámbito de la fabricación de piezas para la industria aeronáutica.
Problema lecnico a resolver y antecedentes de la invención
la utilización de materiales compuestos en la fabricación de piezas en la industria aeronáutica se ha extendido debido a las propiedades de ligereza, durabilidad y resistencia de dichos materiales.
Una de las técnicas actualmente empleadas para la fabricación de piezas de material compuesto, consiste en depositar tiras de material preimpregnado (material prepreg) sobre una mesa de laminaciÓn (proceso de enCintadO), hasta obtener un laminado en plano que se somete a un conformado posterior, obteniendo, de la pieza originalmente laminada en plano, la geometria de la pieza que se desea obtener, y finalmente someter a la pieza con la geometria definitiva a un curado.
la tecnologia ATl, tradicionalmente, se emplea para encintar piezas planas o, en su defecto, con muy poca curvatura, empleando tiras de material prepreg que se depositan sobre una superficie plana. Tradicionalmente, para el encintado de piezas con mucha curvatura, se emplea la tecnología FP.
El procedimiento tradicional de fabricación de las piezas de material compuesto, utilizando la tecnologia ATl, comprende los siguientes pasos:
A) apilado de las tiras de material preimpregnado, sobre una superficie plana,
S) conformado, de la pieza laminada en el paso anterior, mediante el empleo de:
a.
un útil macho, con la geometría interior de la pieza deseada, contra el cual se presiona la pieza laminada para obtener la geometria deseada,
b.
una máquina de conformado con una membrana de material elast6mero, y
c.
temperatura de alrededor de 60° e y aplicación de vacio a velocidad lenta para ir doblando el
laminado por presión contra el útil macho. e) curado, de la pieza conformada en el paso anterior, en un autoclave en el que se aplican presión y temperatura altas.
El calor en el conformado se aplica por medios bien conocidos en el estado del arte, que están incorporados en la parte superior de la máquina de conformado.
Este procedimiento de fabricaci6n presenta el problema de que al doblar en piezas de gran espesor ángulos de aproximadamente 90° aparecen problemas por el hecho de que la fibra de carbono es inextensible, por lo que, en la zona de doblado, se produce un deslizamiento entre las distintas capas de material prepreg, que puede no ser suficiente para que se produzca un acoplamiento de unas capas sobre otras, generando la aparición de arrugas
Es por la aparición de estas arrugas por lo que las piezas fabricadas siguiendo este procedimiento tradicional no cumplen con los requisitos de calidad necesarios en la fabricación de piezas para aeronaves.
En laminados de gran espesor, se produce además el sobrecalentamiento de algunas capas de dicho material durante el conformado. Esto se debe a que el calor se proporciona desde la parte superior de la máqUina de conformado y para que las capas más alejadas de la fuente de calor (más cercanas al útil macho) adquieran la temperatura suficiente para su doblado, las más cercanas a dicha fuente de calor se someten a una temperatura demasiado elevada, lo que produce una disminución de la vida útil del
ES 2 432 090 A2
material compuesto.
El objeto de esta invención es encontrar un procedimiento de fabricación de piezas de material compuesto con geometrías complejas y conformadas a partir de laminados de gran espesor, empleando en la etapa de encintado la tecnología ATl, lal quelas piezas fabricadas mediante este procedimiento cumplan con los requisitos de calidad que demandan las piezas para aeronaves.
Descripción de la invención
La invención divulga un procedimiento para la fabricación de piezas realizadas en material compuesto a partir de tiras de material preimpregnado.
El procedimiento de fabricación objeto de la invención comprende las siguientes etapas:
Al apilado de las tiras de materiales prepreg, sobre un útil de encintado, de manera que se obtiene
una pieza laminada que comprende:
-
una sección central, contenida en un primer plano,
-
al menos una sección lateral, contenida en un segundo plano, y
-
al menos un eje de doblado entre la sección central y la, al menos una, sección lateral;
de manera que, el primer plano y el segundo plano, forman un ángulo o;
B) conformado de la pieza laminada que comprende el doblado por el, al menos un, eje de doblado de la, al menos una, sección lateral respecto la sección central, obteniendo una pieza conformada;
C) curado, de la pieza conformada.
En el procedimiento de fabricación objeto de la invención, el laminado se realiza sobre un útil de encintado que comprende, un útil macho, sobre el que se lamina la sección central de la pieza laminada, y, al menos una pieza desmontable sobre la que se lamina la, al menos una, sección lateral;
En el procedimiento de fabricación objeto de la invención el conformado se realiza sobre el útil macho, retirando la, al menos una pieza desmontable, y plegando la, al menos una sección lateral, por el, al menos un, eje de doblado.
la invención también divulga un dispositivo para la realizar el enantado que forma parte del proceso de
fabricación objeto de la invención:
-
un útil macho que tiene una superficie superior,
-
al menos una pieza desmontable con una superficie superior,
la superficie superior de la, al menos, una pieza desmontable es una continuación de la superficie superior del útil macho, ofreciendo, el dispositivo, de esta manera una superficie superior de laminado continua.
En dicho dispositivo, la superficie superior de la sección central está contenida en un primer plano y la superficie superior de la, al menos una, pieza desmontable está contenida en un segundo plano, de manera que el primer plano y el segundo plano forman un ángulo o.
El ángulo o es de hasta 25°, estando este rango limitado por la capacidad de giro de la máquina de encintado.
Descripción de las figuras
Para completar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del dispositivo, se acompaña a esta memoria descriptiva un conjunto de figuras en dónde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
l a figura 1 (1A, 18, 1C), representa de una manera esquemática el procedimiento de fabricación de piezas de material compuesto que se emplea actualmente.
la figura 2 muestra el útil de encintado empleado en el procedimiento de fabricación de la invención, durante el encintado de la pieza, compuesta por el útil macho del conformado posterior y dos piezas desmontables.
ES 2 432 090 A2
la figura 3 muestra una vista del paso intermedio entre el encintado y el conformado, en el momento en que se están retirando las piezas desmontables.
la figura 4 muestra la pieza fabricada colocada sobre el útil macho, cuando el conformado ya se ha realizado.
la figura 5 muestra el útil empleado en la fabricación de la pieza.
La figura 6 muestra una pieza final obtenida en el procedimiento de fabricación objeto de la invención, en la realización preferente de la invención.
A continuación se proporciona una lista de los distintos elementos representados en las figuras que inlegran la invención:
1.-mesa,
2.-pieza laminada en ángulo,
2.a. sección central de la pieza laminada curva,
2.b. sección lateral de la pieza laminada curva, 3.-membrana, 4.-piezas desmontables, 5.-ejes de doblado, 6.-pieza conformada, 7.-superficie superior,
7c.-superficie superior del útil macho,
7p.-superficie superior de la pieza desmontable, 8.-útil macho, 9.-parte superior de la maquina de conformado, 10.-pieza final, 11 .-bancada, 12.-primer plano, 13.-segundo plano, 14.-útil de encintado, 15.-pieza laminada plana.
Descripción detallada de la invención
El objeto de esta invención es un procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto, a través del cual la posibilidad de la aparición de arrugas se minimiza, realizando un encintado sobre una superficie que no es plana con el propósito de realizar una primera colocación de las fibras del material preimpregnado que facilita su posterior doblado. Se obtienen, con este nuevo procedimiento de fabricación, piezas realizadas en material compuesto que cumplen con los requisitos de calidad de las piezas empleadas en la industria aeronáutica.
En la figura 1 se muestran de un modo esquemático los pasos de encintado y conformado del procedimiento de fabricación que se emplean actualmente en la fabricación de piezas realizadas en material compuesto. El último paso es el curado de la pieza que no aparece reflejadO en ninguna figura. la pieza final (10) resultante es una pieza con forma de · U·, no estando este procedimiento limitado a esa geometría sino que con este procedimiento se fabrican piezas con diferentes geometrias.
la figura 1A muestra la pieza laminada plana (15) obtenida mediante el apilado de tiras de material preimpregnado sobre una mesa (1) que muestra una superficie superior (7) plana.
la figura 18 muestra la colocación de la pieza laminada plana (15) sobre el útil macho (8) de conformado dentro de la máquina de conformado. Una vez colocada la pieza laminada plana (15) sobre el útil macho
(8) de conformado, por debajo de la parte superior de la máquina de conformado (9) existe una membrana (3) que se desplaza hacia abajo, junto con la parte superior de la máquina de conformado (9), hasta que los extremos de la membrana (3) entran en contacto con la bancada (11). Para llevar a cabo el conformado de la pieza se aplica calor a través de la parte superior de la máquina de conformado y vacio por medio de la membrana, tal que la pieza se ajusta al útil macho (8), obteniéndose asi la geometria de la pieza final.
ES 2 432 090 A2
La figura 1C muestra la pieza conformada (6) situada sobre el útil macho (8) en espera de ser trasladada para proceder al curado.
Este procedimiento de fabricación presenta el problema antes descrito para piezas de gran espesor y/o con geometrías con grandes ángulos de la aparición de arrugas en el material que forma la pieza, en las zonas en las que se producen los pliegues. Otro inconveniente que presenta este método para piezas de gran espesor es la pérdida de propiedades del material en las zonas que se someten a temperaturas excesivas durante el conformado.
Las figuras 2, 3 Y 4 muestran diferentes pasos de una realización preferente del procedimiento de fabricación objeto de la invención. En esta realización preferentes del procedimiento de fabricación la pieza final (10) obtenida es una pieza en fonna de ·U· (se puede observar en la figura 6).
El primer paso del procedimiento de fabricación objeto de la invención según la realización preferente, consiste en el apilado de las tiras de material prepreg sobre un útil de encintado (14), que está compuesta por el útil macho (8) de conformado que tiene la forma de la pieza final (10) que se quiere fabricar, ya los dos lados del citado útil macho (8) se sitúan unas piezas desmontables (4), con la característica de que la superficie superior (7p) de las piezas desmontables (4) forma un ángulo a con la superficie superior (7c) del útil macho (8). La superficie superior (7c) del útil macho (8) y la superficie superior (7p) de las piezas desmontables (4) forman una superficie superior continua (7) sobre la que se realiza el encintado. El ángulo a está limitado por la capacidad de giro de la máquina de encintado que se está usando (véase la figura 5).
la transición entre la superficie superior (7c) del útil macho (8) y la superficie superior (7p) de las piezas desmontables (4) situadas a los lados del útil macho (8) es una transición tal que la máquina de encintado no encuentra ningún salto cuando está realizando el encintado. En una realización del dispositivo utilizado en el procedimiento de fabricación objeto de la invención las esquinas del útil macho (8) tienen fonna redondeada y las piezas desmontables (4) lienen una fonna que, en la zona común con el útil macho (8), complementa la forma de las esquinas redondeadas del citado útil macho (8).
la figura 2 muestra una vista de la pieza laminada en ángulo (2) en la que se diferencian: -una sección central (2a), contenida en un primer plano (12), -dos secciones lateral (2b), contenidas en unos segundos planos (13), y -ejes de doblado (5) entre la sección central (2a) y las secciones laterales (2b).
En esta pieza laminada en ángulo (2) el primer plano (12) y el segundo plano (13) forman un ángulo a, de manera que, en el encintado se obtiene una pieza laminada en ángulo (2) que no es plana.
El siguiente paso del procedimiento de fabricación objeto de la invención es realizar el confonnado de la pieza laminada en ángulo (2). En este paso se pliegan las secciones laterales (2b) de la pieza laminada en ángulo (2) respecto de la sección central (2a) hasta obtener la forma final de la pieza que se quiere fabricar. Para realizar el confonnado se retiran las piezas desmontables (4) (en la figura 3 se muestra la retirada de dichas piezas desmontables (4)) y, se deja únicamente el útil macho (8) sobre el que se realiza el conformado con la máquina de conformado (9) de igual manera que se real iza en el procedimiento conocido en el estado de la técnica, según se ha mostrado en la figura 1 B.
la figura 4 muestra la pieza confonnada (6), situada sobre el útil macho (8) de conformado, en espera de ser sometida al último paso del procedimiento de fabricación, este último paso es el curado de la pieza, que se lleva a cabo de manera similar a como se realiza en el procedimiento conocido en el estado de la técn ica.
l a figura 5 muestra el útil de encintado (14) empleado en el encintado que se emplea en el procedimiento de fabricación objeto de la invención. En una realización preferente de la invención, dicho útil de encintado (14) comprende:
-
un útil macho (8) que se empleará en el confonnado posterior, y
-
dos piezas desmontables (4).
la figura 6 muestra la pieza final (10) fabricada con el procedimiento de fabricación objeto de la invención, estando marcados en la pieza final (10) los ejes de doblado (5) que han pennitido realizar el confonnado en el procedimiento de fabricación sin que aparecieran las arrugas que aparecian en el procedimiento de fabricación del estado de la técnica.
s -5
ES 2 432 090 A2
El procedimiento de fabricación objeto de la invención presenta ventajas respecto al procedimiento de fabricación que se emplea actualmente:
-
facilidad de doblado en el conformado, debido a que, en el encintado, se marcan ejes de doblado
(5) en los que las fibras del material prepreg se han colocado de manera que en el conformado posterior se minimiza la posible aparición de arrugas. Cuanto mayor es el ángulo a, los ejes de doblado (5) están más marcados, por lo que en el doblado que se realiza en el conformado posterior el riesgo de la aparición de arrugas es menor.
-
la temperatura que tienen que soportar las fibras superiores en el conformado de la pieza laminada en ángulo (2) es inferior a la temperatura que soportan en el procedimiento actualmente empleado. Al existir un primer doblado, la temperatura a la que las fibras de la pieza laminada en ángulo (2) situadas más lejanas a la fuente de calor, se doblan, es inferior a la temperatura que requieren en el procedimiento actualmente empleado y el tiempo de aplicación de dicho calor disminuye.
-
la aplicación de los pasos de laminado y conformado en la misma ubicación física, sin necesidad de trasladar la pieza de un útil de encintado (1) a un útil de conformado nos reduce la posibilidad de errores o problemas, que ocurren en ese traslado.
la invención no debe verse limitada a la realización particular descrita en este documento. Expertos en la materia pueden desarrollar otras realizaciones a la vista de la descripción aqui realizada. En consecuencia, el alcance de la invención se define por las siguientes reivindicaciones.
ES 2 432 090 A2

Claims (4)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto él partir de liras de malerial preimpregnado (prepreg), caracterizado por que comprende las siguientes elapas:
    5 Al apilado de las tiras de materiales prepreg, sobre un útil de encintado (1), de manera que se obtiene una pieza laminada en ángulo (2) que comprende: -una sección central (2a), contenida en un primer plano (12), -al menos una sección lateral (2b), contenida en un segundo plano (13), y -al menos un eje de doblado (5) entre la sección central (2a) y la al menos una sección lateral (2b):
    10 de manera que, el primer plano (12) yel segundo plano (13), forman un ángulo a; B) conformado de la pieza laminada en ángulo (2) que comprende el pliegue por el, al menos un, eje de doblado (5) de la, al menos una, sección lateral (2b) respecto la sección central (2a), obteniendo una pieza conformada (6): e) curado, de la pieza conformada (6),
  2. 2. Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto a partir de tiras de material preimpregnado (prepreg), segun la reivindicación 1, caracterizado por que: -el laminado se realiza sobre un util de encintado (14) que comprende, un util macho (8), sobre el que se lamina la sección central (2a) de la pieza laminada en ángulo (2), y, al menos una pieza desmontable (4)
    20 sobre la que se lamina la, al menos una, sección lateral (2b); -el conformado se realiza sobre el util macho (8), retirando la, al menos una pieza desmontable (4), y plegando la, al menos una sección lateral (2b), por el, al menos un, eje de doblado (5).
  3. 3. Dispositivo para realizar una laminación en el procedimiento de fabricación de piezas en material
    25 compuesto a partir de tiras de material preimpregnado (material prepreg), caracterizado por que comprende: -un util macho (8) que tiene una superficie superior (7c) y dos esquinas superiores en los bordes de la superficie superior (7c), -al menos una pieza desmontable (4) con una supeñície superior (7p),
    30 donde la supeñície superior (7p) de la, al menos, una pieza desmontable (4) es una continuación de la superficie superior (7c) del útil macho (8), ofreciendo, el dispositivo, de esta manera una supeñície superior (7) de laminado continua.
  4. 4. Dispositivo para realizar una laminación en el procedimiento de fabricación de piezas en material
    35 compuesto a partir de tiras de material preimpregnado, segun la reivindicación 3, caracterizado por que la supeñície superior (7c) de la sección central (8) está contenida en un primer plano (12) y la superficie superior (7p) de la al menos una pieza desmontable (4) esta contenida en un segundo plano (13), de manera que el primer plano (12) y el segundo plano (13) forman un ángulo o.
    40 5. Dispositivo para realizar una laminación en el procedimiento de fabricación de piezas en material compuesto a partir de tiras de malerial preimpregnado, segun cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4 anteriores, caracterizado por que el ángulo o está comprendido entre 20° y 30°, estando este rango limitado por la capacidad de giro de la máquina de encintado.
ES201230446A 2012-03-26 2012-03-26 Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto y dispositivo empleado. Active ES2432090B2 (es)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201230446A ES2432090B2 (es) 2012-03-26 2012-03-26 Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto y dispositivo empleado.
PCT/ES2013/070190 WO2013144404A1 (es) 2012-03-26 2013-03-22 Procedimiento y dispositivo de fabricación de piezas de material compuesto
EP13725719.2A EP2832531A1 (en) 2012-03-26 2013-03-22 Method and device for manufacturing composite material parts
US14/388,555 US9782958B2 (en) 2012-03-26 2013-03-22 Method and device for manufacturing composite material parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201230446A ES2432090B2 (es) 2012-03-26 2012-03-26 Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto y dispositivo empleado.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
ES2432090A2 ES2432090A2 (es) 2013-11-29
ES2432090R1 ES2432090R1 (es) 2014-08-12
ES2432090B2 true ES2432090B2 (es) 2015-04-27

Family

ID=48536923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201230446A Active ES2432090B2 (es) 2012-03-26 2012-03-26 Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto y dispositivo empleado.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9782958B2 (es)
EP (1) EP2832531A1 (es)
ES (1) ES2432090B2 (es)
WO (1) WO2013144404A1 (es)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2451940A1 (es) * 2012-09-28 2014-03-28 Airbus Operations, S.L. Procedimiento y útil de encintado empleado en la fabricación de piezas de material compuesto
WO2016066207A1 (en) * 2014-10-30 2016-05-06 Lm Wp Patent Holding A/S A shear web mould system comprising variable moulding plates
CA3007598A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 Bombardier Inc. Preform tool and method of shaping composite material
JP6543577B2 (ja) 2016-01-22 2019-07-10 三菱重工業株式会社 複合材の成形方法及び複合材の成形用治具
US10059065B2 (en) * 2016-04-06 2018-08-28 Spirit Aerosystems, Inc. Method for eliminating radius wrinkles in composite laminates
JP6785866B2 (ja) 2016-09-07 2020-11-18 三菱重工業株式会社 複合材の成形方法及び複合材の成形用治具
CN108943760B (zh) * 2017-12-14 2020-09-08 中航复合材料有限责任公司 一种复合材料j形地板梁毛坯的成型工装及成型方法
CN109366955B (zh) * 2018-11-21 2021-01-29 郭煜城 一种吸塑折边机
WO2021106074A1 (ja) * 2019-11-26 2021-06-03 三菱重工業株式会社 成形方法及び成形型
US11148372B2 (en) * 2020-03-23 2021-10-19 Spirit Aerosystems, Inc. System and method for forming integral flange in composite laminate structure after layup
CN112590240B (zh) * 2020-11-17 2022-07-22 海鹰空天材料研究院(苏州)有限责任公司 一种适用于帽型结构复合材料的热隔膜预成型方法
CN112590241B (zh) * 2020-11-17 2022-07-22 海鹰空天材料研究院(苏州)有限责任公司 一种适用于z型结构复合材料的热隔膜预成型方法
NL2031608B1 (en) * 2022-04-15 2023-11-06 Curve Works Holding B V A method to fabricate a thin-walled structure

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5238640A (en) * 1984-12-10 1993-08-24 Sumitomo Chemical Co., Limited Method of manufacturing a laminated body
GB2244453A (en) * 1990-04-04 1991-12-04 Dowty Aerospace Gloucester Laying up table
US5145621A (en) * 1990-04-20 1992-09-08 General Electric Company Crossover mold tool for consolidating composite material
US6814916B2 (en) * 2002-08-30 2004-11-09 The Boeing Company Forming method for composites
FR2850368B1 (fr) * 2003-01-23 2005-04-22 Eads Space Transportation Sa Procede de depose sur un support de couches fibreuses successives inclinees, a partir d'une bande continue
US7249943B2 (en) 2003-08-01 2007-07-31 Alliant Techsystems Inc. Apparatus for forming composite stiffeners and reinforcing structures
JP4264054B2 (ja) * 2004-06-01 2009-05-13 株式会社神戸製鋼所 曲げ成形方法およびその成形方法に用いる成形金型
US7130714B1 (en) * 2004-06-11 2006-10-31 Cessna Aircraft Company Method of predicting springback in hydroforming
ITTO20040410A1 (it) * 2004-06-21 2004-09-21 Alenia Aeronautica Spa Procedimento per la fabbricazione di travi strutturali in composito per aeromobili.
JP2006312260A (ja) * 2005-05-09 2006-11-16 Fuji Heavy Ind Ltd プリプレグの折曲成形装置及びその折曲成形方法
US8349105B2 (en) 2008-04-17 2013-01-08 The Boeing Company Curved composite frames and method of making the same
KR101033476B1 (ko) * 2009-01-08 2011-05-09 주식회사 대한항공 프리프레그 절곡 성형장치 및 그 성형방법
US20100284810A1 (en) * 2009-05-07 2010-11-11 General Electric Company Process for inhibiting delamination in a bend of a continuous fiber-reinforced composite article
US8585952B2 (en) * 2009-06-12 2013-11-19 Alliant Techsystems Inc. Pressure molded preform process for composite structures

Also Published As

Publication number Publication date
ES2432090R1 (es) 2014-08-12
WO2013144404A1 (es) 2013-10-03
ES2432090A2 (es) 2013-11-29
EP2832531A1 (en) 2015-02-04
US20150053332A1 (en) 2015-02-26
US9782958B2 (en) 2017-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2432090B2 (es) Procedimiento de fabricación de piezas realizadas en material compuesto y dispositivo empleado.
ES2707628T3 (es) Larguerillo en forma de "t" con extremo del alma redondeado y su método de fabricación
US9278748B2 (en) Processes to fabricate composite tubular-reinforced panels integrating skin and stringers and the panels thereby fabricated
JP7409885B2 (ja) 成形された複合ストリンガー
ES2443916T3 (es) Procedimiento para fabricar vigas de material compuesto reforzado con fibras
ES2207452T3 (es) Procedimiento para la fabricacion de un perfil a partir de un material hibrido.
ES2560660T3 (es) Procedimiento y útiles para la fabricación de cuadernas de material compuesto
ES2557556T3 (es) Moldeo continuo de estratificados termoplásticos
JP5597134B2 (ja) 被成形材の成形方法
US9475569B2 (en) Methods for manufacturing an i-stringer of an aircraft and devices for use in such methods
TWI490104B (zh) 纖維強化複合材料成形品的製造方法以及纖維強化複合材料成形品
US8703269B2 (en) Reinforced composite structures for aircrafts and methods for making the same
TWI520844B (zh) 預形體的製造方法及纖維強化樹脂成形品的製造方法
ES2311937T3 (es) Elemento de rigidizacion y procedimiento para la fabricacion de elemento de rigidizacion.
BRPI0714295A2 (pt) mÉtodo para a fabricaÇço de parte compàsita
JP6220162B2 (ja) 繊維強化プラスチック構造体の製造装置および製造方法
CN104260367A (zh) 一种轻质复合材料结构连接件的成型方法
BRPI0904166A2 (pt) revestimentos para uma estrutura transmutável de uma aeronave, método de fabricação de um revestimento e estruturas transmutáveis para uma aeronave
ES2731210T3 (es) Método para la fabricación de una pieza de material compuesto que comprende un alma y al menos un reborde
US10987880B2 (en) Method for molding composite material and jig for molding composite material
ES2926036T3 (es) Método de formación de preformas de materiales compuestos de fibra
ES2383863B1 (es) Pieza de material compuesto con gran cambio de espesor.
ES2545539T3 (es) Método y dispositivo para inyectar una resina en por lo menos una capa de fibras de un producto reforzado con fibras a fabricar
ES2856015T3 (es) Método para moldear material compuesto, plantilla para moldear material compuesto y material compuesto
WO2009156550A2 (es) Procedimiento para la fabricación de una o mas parejas de piezas de material compuesto

Legal Events

Date Code Title Description
FG2A Definitive protection

Ref document number: 2432090

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: B2

Effective date: 20150427