ES2581804T3 - Procedimiento y útil de conformación para fabricar una preforma de material compuesto fibroso - Google Patents

Procedimiento y útil de conformación para fabricar una preforma de material compuesto fibroso Download PDF

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ES2581804T3 ES11719202.1T ES11719202T ES2581804T3 ES 2581804 T3 ES2581804 T3 ES 2581804T3 ES 11719202 T ES11719202 T ES 11719202T ES 2581804 T3 ES2581804 T3 ES 2581804T3
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Abstract

Procedimiento para fabricar una preforma multidimensionalmente perfilada (1) a partir de un material compuesto fibroso multidireccional (2), preimpregnado o reticulado con aglutinante, por medio de unas partes de útil superior e inferior (4, 5) que delimitan entre ellas en la posición de cierre una rendija de moldeo (3) perfilada de manera correspondiente a la preforma, en cuyo procedimiento el material compuesto fibroso es arrastrado adicionalmente al cerrar las partes de útil por la acción de un bastidor de sujeción (6) que las abraza, conservando éste al mismo tiempo la fuerza de sujeción, caracterizado por que, para compensar el exceso de material en las zonas más débilmente perfiladas de la rendija de moldeo, el material compuesto fibroso (2) es deformado crecientemente en forma de acanaladura en una rendija de arrastre de forma de acanaladura a partir del comienzo de la conformación del material, en sincronismo con el movimiento de cierre de las partes de útil (4, 5), en el área de recortado del borde de la preforma (1) entre la rendija de moldeo (3) y el bastidor de sujeción (6).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y util de conformacion para fabricar una preforma de material compuesto fibroso.
La invencion se refiere a un procedimiento y un util de conformacion para fabricar una preforma multidimensionalmente perfilada a partir de un material compuesto fibroso multidireccional, preimpregnado o reticulado con aglutinante, segun el preambulo de las reivindicaciones 1 y 2, respectivamente.
Se conoce por el documento EP 1 097 794 A1 un util de moldeo para fabricar una pieza moldeada a partir de un semiproducto termoplastico sustancialmente plano, en el que se sujeta el semiproducto por el lado del borde de la cavidad de moldeo entre el util superior y varias piezas de cierre presionadas elasticamente desde abajo contra el util superior, y se atemperan las piezas de cierre para facilitar asf el arrastre adicional del producto termoplastico en la fase de conformacion.
Asimismo, el documento JP 4 369512 A1 revela un util de moldeo para esterillas de fibras de vidrio con una parte de bastidor cargada por muelle que limita con el util superior y que esta equipada con una corona de puas dirigida hacia dentro que atraviesa la esterilla de fibras al cerrar el util junto con una guarnicion de puas correspondiente en un bastidor de apoyo inferior que abraza a la superficie de moldeo de la parte inferior del util y sujeta asf la esterilla de fibras en la fase de conformacion de una manera resistente al desplazamiento en la direccion de arrastre adicional, de modo que se compensan las diferencias de longitud de la esterilla de fibras entre el estado no deformado y el estado adaptado al perfil de la rendija de moldeo mediante un aumento de longitud correspondiente de la esterilla de fibras dentro de los lfmites de la zona de la esterilla confinada por las dos partes del bastidor.
Sin embargo, en la fabricacion de preformas multidimensionales a partir de un material compuesto fibroso que es ciertamente flexible, pero estable frente a traccion en la direccion de las fibras, se produce durante el proceso de conformacion en el util de moldeo, entre las zonas de mayor conformacion frente a las de menor conformacion, unos alabeos del material que ya no pueden compensarse mediante una dilatacion del material y que se manifiestan despues en una formacion de pliegues u otra formacion de puntos defectuosos de la preforma.
Frente a esto, el cometido de la presente invencion consiste en desarrollar un procedimiento y un util de conformacion de la clase citada al principio de modo que las preformas obtenidas posean una calidad de produccion netamente elevada.
Este problema se resuelve segun la invencion con un procedimiento y un util de conformacion segun las reivindicaciones 1 y 2.
Segun la invencion (reivindicaciones 1 y 2), se compensan ampliamente las diferencias de longitud del perfil de la rendija de moldeo durante la fase de conformacion del material compuesto fibroso haciendo que el material compuesto fibroso sea fruncido crecientemente a manera de acanaladura en una rendija de arrastre en la zona del recortado posterior del borde de la preforma entre el bastidor de sujecion y la rendija de moldeo, en los sitios de menor longitud del perfil, con el resultado de que se homogeneizan fuertemente la tension de traccion del material compuesto fibroso en la rendija de moldeo y el reajuste del material a lo largo del bastidor de sujecion durante el proceso de conformacion e incluso en el caso de geometnas complejas de las piezas moldeadas se consigue de una manera sencilla en cuanto a la tecnica de produccion una adaptacion significativamente mejorada del material al contorno de la rendija de moldeo sin alabeos molestos del material ni, en particular, formaciones de pliegues.
Preferiblemente, la longitud de arrastre y, por tanto, el consumo de material en la rendija de arrastre segun la reivindicacion 3 no es constante, sino que vana transversalmente a la direccion de arrastre de conformidad con las diferencias locales de longitud del perfil, con lo que se puede variar sensiblemente mas el ajuste del material a la geometna de la rendija de moldeo.
Para asegurar de manera sencilla que el consumo de material en la rendija de arrastre se cubra por material sobrante del lado de la rendija de moldeo de las partes del util y no por material compuesto fibroso arrastrado adicionalmente en el lado del bastidor de sujecion, es recomendable segun la reivindicacion 4 que el material compuesto fibroso sea solicitado en la rendija de arrastre con una fuerza de retencion no uniforme que sea mayor en la zona de entrada del lado del bastidor de sujecion que en la zona de salida.
Se explicara ahora la invencion con mas detalle haciendo referencia a un ejemplo de realizacion en combinacion con los dibujos. Muestran en representacion fuertemente esquematizada:
Las figuras 1a, b, una vista parcialmente seccionada de un util de conformacion segun la invencion para fabricar una preforma de material compuesto fibroso en la posicion de apertura (a) y en la fase final del proceso de conformacion (b);
La figura 2, la vista en planta de la parte inferior del util segun la figura 1 a escala reducida;
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La figura 3, una seccion a lo largo de la lmea MI-IM de la figura 2; y
La figura 4, en una representacion en perspectiva, una preforma de material compuesto fibroso perfilada de manera no desarrollable y fabricada segun la invencion.
El util de conformacion mostrado en las figuras sirve para fabricar una preforma perfilada de manera no desarrollable tridimensionalmente, por ejemplo la pieza de transicion 1 representada en la figura 4, pero tambien una estructura completa de suelo de vehuculo automovil, a partir de una esterilla de fibras 2 preimpregnada o reticulada con aglutinante, constituida multidireccionalmente por un gran numero de capas de fibras dispuestas una sobra otra, y contiene como constituyentes principales unas partes de util superior e inferior 4, 5 que limitan en la posicion de cierre una rendija de moldeo 3 correspondiente a la forma tridimensional de la preforma 1 que se debe fabricar, asf como un bastidor de sujecion 6 que abraza a las partes de util 4, 5 y en el que, en la posicion de apertura de las partes de util 4, 5, se sujeta firmemente la esterilla de fibras 2 todavfa plana de momento de tal manera que esta sea arrastrada adicionalmente despues hacia dentro de la rendija de moldeo 3 con una tension de traccion definida durante la carrera de cierre del util.
El bastidor de sujecion 6 esta formado en dos partes con una parte de bastidor superior y una parte de bastidor inferior 6.1, 6.2 que son presionadas cada una de ellas elasticamente por un muelle de compresion helicoidal o un muelle de compresion de gas 7.1, 7.2. En la parte de bastidor superior 6.1 esta inserta una regleta de apriete 8 que discurre en la direccion longitudinal del bastidor y que coopera con una garganta hueca correspondiente 9 en la parte de bastidor inferior 6.2 y esta subdividida en piezas de regleta de apriete individuales que estan fijadas cada una de ellas individualmente en la parte de bastidor 6.1 de una manera regulable en altura, con lo que se pueden ajustar localmente de manera diferente la tension de apriete y, en consecuencia, la fuerza de retencion ejercida sobre la esterilla de fibras 2 en el bastidor de sujecion 6.
Durante la carrera de cierre del util de conformacion se baja el bastidor de sujecion 6 juntamente con la parte de util superior 4 hasta que su superficie de sujecion llegue a colocarse debajo de la superficie de entrada 10 de la parte de util inferior 5, con lo que el material fibroso 2 que sigue fluyendo en la fase de conformacion por la accion del bastidor de sujecion 6 es arrastrado sobre el canto exterior de la parte de util inferior 5 que actua como canto de arrastre 11 y es alisado en este poco antes de su entrada en la rendija de moldeo 3. En el batidor de sujecion 6 estan integrados tambien unos elementos de calentamiento 12 mediante los cuales se mantiene a la temperatura de gelificacion el material fibroso 2 reticulado con aglutinante o preimpregnado para asegurar asf un arrastre adicional sin tirones del material fibroso 2.
Segun otro aspecto esencial del util de conformacion mostrado, se adapta el flujo de material hacia dentro de la rendija de moldeo 3 a las diferentes longitudes del perfil de la preforma 1. A este fin, en la zona del recortado posterior del borde de la preforma 1 estan dispuestos entre la rendija de moldeo 3 y el bastidor de sujecion 6 una ranura 13 en la parte de util inferior y un nervio de desviacion 14 en la parte de util superior 4 que penetra crecientemente en dicha ranura, a partir del comienzo de la conformacion del material, en sincronismo con el movimiento de cierre del util, cuya ranura y cuyo nervio forman una rendija de arrastre 15 que deforma el material fibroso 2 dandole la configuracion de una acanaladura y en la que, simultaneamente con la conformacion, se frunce el material fibroso 2 en proporcion inversa a la longitud local del perfil, tal como esto puede apreciarse con suma claridad en las figuras 2 y 3, despues de lo cual la rendija de arrastre 15 constituida por el nervio de desviacion 14 y la ranura de alojamiento 13 esta rebajada en la zona de maxima longitud del perfil, es decir, en el ejemplo de realizacion mostrado en el extremo izquierdo de la cavidad de moldeo, en donde es maxima la longitud del perfil de la preforma 1, y el nervio de desviacion 14 posee una profundidad de penetracion que vana en la direccion longitudinal del nervio de conformidad con la desviacion local respecto de la longitud maxima del perfil.
Para asegurar que el consumo de material en la rendija de arrastre 15 sea cubierto por el exceso de material del lado de la rendija de moldeo y no por el material fibroso que es arrastrado adicionalmente desde el lado del bastidor de sujecion 6, el nervio de desviacion 14 esta decalado de manera descentrada en la direccion de la pared de la ranura del lado del bastidor de sujecion (figura 1b), con lo que el material fibroso 2 es apretado de manera acrecentada en este sitio y, por tanto, al aumentar la deformacion con una configuracion de acanaladura, dicho material es arrastrado de manera reforzada desde el extremo del lado de la rendija de moldeo hacia dentro de la rendija de arrastre 15.
Con el util y el procedimiento de conformacion descritos se pueden fabricar preformas de material compuesto fibroso realizadas con casi cualquier configuracion deseada, las cuales se procesan despues adicionalmente en otro paso de produccion, preferiblemente por medio del procedimiento de inyeccion de resina, para obtener un componente estructural de alta resistencia a la carga.

Claims (4)

  1. 5
    10
    15
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    25
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para fabricar una preforma multidimensionalmente perfilada (1) a partir de un material compuesto fibroso multidireccional (2), preimpregnado o reticulado con aglutinante, por medio de unas partes de util superior e inferior (4, 5) que delimitan entre ellas en la posicion de cierre una rendija de moldeo (3) perfilada de manera correspondiente a la preforma, en cuyo procedimiento el material compuesto fibroso es arrastrado adicionalmente al cerrar las partes de util por la accion de un bastidor de sujecion (6) que las abraza, conservando este al mismo tiempo la fuerza de sujecion, caracterizado por que, para compensar el exceso de material en las zonas mas debilmente perfiladas de la rendija de moldeo, el material compuesto fibroso (2) es deformado crecientemente en forma de acanaladura en una rendija de arrastre de forma de acanaladura a partir del comienzo de la conformacion del material, en sincronismo con el movimiento de cierre de las partes de util (4, 5), en el area de recortado del borde de la preforma (1) entre la rendija de moldeo (3) y el bastidor de sujecion (6).
  2. 2. Util de conformacion para fabricar una preforma multidimensionalmente perfilada (1) a partir de un material compuesto fibroso multidireccional (2), preimpregnado o reticulado con aglutinante, que comprende unas partes de util superior e inferior (4, 5) que limitan entre ellas en la posicion de cierre una rendija de moldeo (3) perfilada de manera correspondiente a la preforma, y un bastidor de sujecion (6) que abraza estas partes de util y que inmoviliza de manera reajustable por union de rozamiento el material compuesto fibroso al cerrar las partes de util, caracterizado por que, para compensar el exceso de material en las zonas mas debilmente perfiladas de la rendija de moldeo, las partes de util (4, 5) estan provistas de piezas de moldeo (13, 14) que estan dispuestas en el area de recortado del borde del la preforma (1) y que limitan entre ellas una rendija de arrastre (15) para el material compuesto fibroso (2) que tiene una forma de acanaladura creciente a partir del comienzo de la conformacion del material, en sincronismo con el movimiento de cierre de las partes de util.
  3. 3. Util de conformacion segun la reivindicacion 2, caracterizado por que la rendija de arrastre (15) presenta una longitud de arrastre diferente de conformidad con las diferencias locales de longitud del perfil.
  4. 4. Util de conformacion segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizado por que el material compuesto fibroso (2) es solicitado en la rendija de arrastre (15) con una fuerza de retencion irregular que es mayor en la zona de entrada del lado del bastidor de sujecion de la rendija de arrastre que en la zona de salida del lado de la rendija de moldeo.
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