ES2603206T3

ES2603206T3 - Método para tejer estructuras cerradas con paredes intersecantes

Info

Publication number: ES2603206T3
Application number: ES08858653.2T
Authority: ES
Inventors: Jonathan Goering
Original assignee: Albany Engineered Composites Inc
Current assignee: Albany Engineered Composites Inc
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2017-02-24
Anticipated expiration: 2028-11-25
Also published as: EP2231910B1; CN101939472A; RU2505632C2; PL2231910T3; JP5406850B2; ZA201004366B; CA2708160C; KR20100105654A; AU2008335537B2; MX2010006141A; WO2009076065A2; BRPI0821037B1; TW200949033A; KR101538345B1; TWI484077B; WO2009076065A3; AU2008335537A1; JP2011506784A; US20090149100A1; CN101939472B

Abstract

Una preforma (250) tejida para un compuesto reforzado de fibra que comprende: Una pluralidad de primeras capas de material tejido; y una pluralidad de segundas capas de material tejido integralmente tejido con dicha pluralidad de primeras capas; dicha pluralidad de segundas capas se extienden como miembros estructurales entre dichas primeras capas cuando la preforma es halada abierta; y Dicha pluralidad de primeras capas y dicha pluralidad de segundas capas define una pluralidad de celdas pasantes dentro de la preforma, Caracterizada porque dicha preforma (250) tiene un perímetro cerrado continuo y los refuerzos de aro en cada celda formada por una serie de etapas, cada etapa define una senda cerrada alrededor de una celda y una senda cerrada a lo largo del perímetro, las etapas utilizan un hilo de trama simple en toda la preforma.

Description

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DESCRIPCION

Metodo para tejer estructuras cerradas con paredes intersecantes Antecedentes de la invencion Campo de la invencion

La presente invencion se relaciona con preformas tejidas para materiales de compuesto reforzado y, en particular, con un metodo para maquinar preformas de fibra tejida que consisten de perlmetros cerrados con multiples miembros intersecantes en sus interiores

Description de la tecnica anterior

El uso de materiales compuestos reforzados para producir componentes estructurales esta ahora ampliamente difundido, particularmente en aplicaciones donde se buscan sus caracterlsticas deseables de ser ligeros en peso, fuertes, resistentes, termicamente resistentes, autosoportantes y adaptables para ser formados y conformados. Tales componentes se utilizan, por ejemplo, en aplicaciones aeronauticas, aeroespaciales, satelitales, recreacionales, (como en carreras de botes y autos), y en otras aplicaciones.

Tlpicamente tales componentes consisten de materiales de refuerzo incrustados en materiales de matriz. El componente de refuerzo puede ser hecho de materiales tales como vidrio, carbono, ceramica, aramida, polietileno, y/u otros materiales que exhiben propiedades flsicas, termicas, qulmicas y/u otras, entre las cuales la principal es la gran resistencia contra fallas por tension. A traves del uso de tales materiales de refuerzo, que finalmente se vuelven un elemento constitutivo del componente completo, las caracterlsticas deseadas de los materiales de refuerzo tales como una muy alta resistencia, son impartidas al componente de compuesto completo. Los materiales de refuerzo constitutivo tlpicamente pueden ser tejidos, tejido de punto, no tejido, u orientado de otra manera en configuraciones deseadas y formas para preformas de refuerzo. Usualmente se le da atencion particular a asegurar la utilization optima de las propiedades para las cuales se han seleccionado los materiales de refuerzo constitutivos. Usualmente, tales preformas de refuerzo se combinan con materiales de matriz para formar los componentes terminados deseados para producir un almacenamiento de trabajo para la production final de los componentes terminados.

Despues de que la preforma de refuerzo deseada se ha construido, el material de matriz se puede introducir en la preforma, de tal manera que tlpicamente la preforma de refuerzo queda encerrada en el material de matriz y el material de matriz llena las areas intersticiales entre los elementos constitutivos de la preforma de repuesto. El material de matriz puede ser cualquiera de una amplia variedad de materiales, tales como epoxi, poliester, vinilester, ceramica, carbono y/u otros materiales, que tambien exhiben propiedades flsicas, termicas, qulmicas y/u otras propiedades deseadas. Los materiales seleccionados para uso como la matriz pueden o no ser iguales que aquellos de la preforma de refuerzo y pueden o no tener propiedades flsicas, qulmicas, termicas u otras comparables. Tlpicamente, sin embargo, ellos no seran los mismos materiales o tendran propiedades flsicas, qulmicas, termicas u otras propiedades comparables ya que un objetivo buscado usual es utilizar compuestos en primer lugar para lograr una combination de caracterlsticas del producto terminado que no es obtenible a traves del uso de un material constitutivo solo. As! combinado, la preforma de refuerzo y el material de matriz puede entonces ser curado y estabilizado en la misma operation mediante termo endurecido u otros metodos conocidos, y luego sometido a otras operaciones para producir el compuesto deseado. Es significativo anotar en este punto que despues de ser curado asl, la entonces masa solidificada del material de matriz normalmente esta muy fuertemente adherida al material de refuerzo (por ejemplo, la preforma de refuerzo). Como resultado, la tension sobre el componente terminado, particularmente por via de su material de matriz que actua como un adhesivo entre las fibras, puede ser efectivamente transferido y llevado por el material constitutivo de la preforma de refuerzo.

Frecuentemente, se desea producir componentes en configuraciones que son diferentes de tales formas geometricas simples, (per se), como placas, laminas, solidos rectangulares o cuadrados, etc. Una manera de hacer esto es combinar tales formas geometricas basicas en formas mas complejas deseadas. Una de tales combinaciones se hace al unir las preformas de refuerzo hechas como se describio anteriormente en un angulo (tlpicamente en angulo recto) con respecto la una a la otra. Los propositos usuales para tales disposiciones angulares de preformas de refuerzo unidas son crear una forma deseada para formar una preforma de refuerzo que incluya una o mas paredes de extremo, o para fortalecer la combinacion resultante de las preformas de refuerzo y la estructura de compuesto que esta produce contra la deflexion o falla al ser expuesta a fuerzas exteriores, tales como la presion o tension. En cualquier caso, una consideration relacionada es hacer cada union entre los componentes constitutivos tan fuertes como sea posible. Dada la muy alta resistencia deseada de los constitutivos de la preforma de refuerzo per se, la debilidad de las uniones se vuelve, efectivamente, un “enlace debil” en la “cadena” estructural. El estado actual de la tecnica de estos tipos de estructuras es poner las capas individuales de la tela adherida o preimpregnada para formar la forma final. La preforma laminada resultante es entonces moldeada con transferencia de resina (para el caso donde se utiliza la tela adherida) o embolsada al vaclo y curada (para el caso cuando se

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utiliza el preimpregnado). En la tecnica relacionada, la Patente U.S. No. 5, 451, 448 se relaciona con un aislamiento de una manta flexible multicapas compuesta que incluye una capa de tela tejida superior que tiene multiples capas de tela tejida continua, una capa de tela tejida inferior, capa de asilamiento a alta temperatura y capas con escudo de reflexion opcional y espacio, todos asegurados utilizando una tela ceramica tejida. La tela superior y las capas de tela inferior se asegura la una a la otra mediante una estructura de costilla de la tela de ceramica tejida en un angulo desde la superficie de cualquiera de la capa de tela superior o la capa de tela inferior, creando as! espacios conformados de prisma triangular o un prisma trapezoidal entre la capa de tela superior y la capa de tela inferior y la estructura de costilla.

La Patente US No. 6, 418, 973 es una preforma tejida para un compuesto ceramico que tiene una pluralidad de capas de los hilos tejidos de material fibroso, y los miembros estructurales que se extienden entre las capas. Los miembros estructurales pueden ser paredes que, junto con las capas, definen canales. El metodo divulgado aqul requiere tejer preformas con las distancias deseadas entre las laminas y las capas individuales de tal manera que las laminas esten flsicamente separadas a una distancia predeterminada al momento de tejer. Esto no solo limita el tamano y forma de las estructuras que se pueden producir, sino que tambien no aportan facilidad de ser producida en un telar convencional. La preforma formada all!, adicionalmente, no tienen celdas cerradas en sus bordes exteriores, y las sendas de las hilazas de trama no se pueden seleccionar de tal manera que ellas den como resultado un refuerzo de aro continuo en cada celda, dando como resultado celdas abiertas en los bordes exteriores de la estructura y celdas que son mucho mas debiles con respecto a las cargas de presion interna. El Documento US-A-3234972 divulga una preforma que tiene las caracterlsticas del preambulo de la reivindicacion 1. Existe necesidad en la tecnica de suministrar preformas tejidas y un metodo para formar las mismas con celdas cerradas en los bordes externos con un refuerzo en aro continuo en cada celda de la preforma.

La presente invencion soluciona los inconvenientes de la tecnica anterior y suministra ventajas adicionales tales como requerir menos trabajo para producir la preforma tejida al adoptar una tecnica unica de tejido de maquina plana formando una preforma que es plana tejida al principio y luego posteriormente doblada abierta para lograr su forma final.

Resumen de la invencion

La presente invencion es una preforma tejida para materiales compuestos de refuerzo y un metodo para formar la misma. Especlficamente, la invencion presente es un metodo de preformas de fibra tejidas a maquina de compuestos de matriz de pollmero que consisten de perlmetros cerrados con multiples miembros intersecantes en sus interiores.

De acuerdo con esto la presente invencion se dirige a una preforma tejida para un compuesto reforzado de fibra que comprende una pluralidad de primeras capas de material tejido y una pluralidad de segundas capas de material tejido integralmente tejido con dicha pluralidad de primeras capas; las segundas capas que se extienden como miembros estructurales entre dichas primeras capas cuando la preforma es halada abierta. La pluralidad de primeras capas y la pluralidad de segundas capas definen una pluralidad de celdas pasantes dentro de la preforma. La preforma tiene un perlmetro continuo cerrado y refuerzos en aro en cada celda formados mediante una serie de etapas, cada etapa define una senda cerrada alrededor de una celda y una senda cerrada a lo largo del perlmetro, las etapas utilizan una hilaza de trama simple en toda la preforma.

La preforma tejida se puede impregnar con un material de matriz de pollmero para formar la estructura final. La preforma tiene un perlmetro cerrado con las celdas cerradas en bordes exteriores definidos por fibras de trama circunferencialmente tejidas. Estas celdas se pueden extender en una direccion de urdimbre (donde los bordes exteriores se definen mediante fibras de trama circunferencialmente tejidas) y pueden ser de forma cuadrada o rectangular. La preforma tiene un refuerzo en aro continuo en cada celda definida por fibras de trama circunferencialmente tejidas.

La invencion tambien esta dirigida a un metodo para elaborar una preforma tejida para un compuesto reforzado de fibra que comprende las etapas de tejer integralmente una pluralidad de primeras capas con una pluralidad de segundas capas para formar dicha preforma y abrir dicha preforma despues de ser tejidas de tal manera que dicha pluralidad de segundas capas (340) se extienden como miembros estructurales entre dichas primeras capas. La pluralidad de primeras capas y la pluralidad de segundas capas definen una pluralidad de celdas pasantes dentro de la preforma, y la preforma tiene un perlmetro cerrado continuo. El metodo incluye una serie de etapas que utilizan una hilaza de trama simple en toda la preforma, cada etapa define una senda cerrada alrededor de una celda y una senda cerrada a lo largo del perlmetro de la preforma.

Las celdas se extienden en la direccion de urdimbre (donde los bordes exteriores se definen mediante fibras de trama circunferencialmente tejidas) y pueden ser de forma cuadrada o rectangular. La preforma se forma para tener refuerzo en aro continuo en cada celda definida por fibras de trama circunferencialmente tejidas.

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De acuerdo con esto, un objeto de la invention es asegurar todas las fibras juntas en las uniones eliminando as! las capas de resina entre las chapas individuales que estarlan presentes en un compuesto laminado convencional, que elimina el potencial de deslaminacion y mejora la tolerancia al dano.

Otro objeto de la invencion es suministrar toda la fibra en una pared horizontal de la preforma para ser continua a traves de las paredes verticales y viceversa, mejorando de esta manera la resistencia de la estructura en las intersecciones.

Aun otro objeto de la invencion es tejer la preforma de tal manera que las fibras de trama en la pared interior se tejen en la pared exterior, mejorando de esta manera la resistencia y la tolerancia al dano.

Aun otro objeto de la invencion es eliminar practicamente todo el trabajo a mano requerido para ensamblar estas estructuras en tecnicas de lamination convencional. La preforma de la invencion es tejida para formar, y colocar en el molde una pieza unica, reduciendo de esta manera el tiempo y el coste de fabrication.

Aun otro objeto de la invencion es evitar las etapas adicionales asociadas con unir multiples componentes estructurales, al producir una preforma integralmente tejida con desempeno mejorado y eficiencia estructural, en costes de production mas bajos.

Aun otro objeto de la invencion es evitar el corte en los bordes, de tal manera que no exista material extra a lo largo del borde que requiera ser cortado, reduciendo de esta manera el tiempo y el coste; y tambien evitando la necesidad de cualquier agente de pegajosidad eliminando as! los problemas de incompatibilidad potenciales con la resina primaria.

Aun otro objeto de la invencion es suministrar integralmente preformas tejidas para uso en estructuras compuestas que no requieran huecos a ser perforados para pernos o remaches, que son tradicionalmente utilizados para unir componentes de metal para formar estructuras metalicas complejas.

Aun otro objeto de la invencion es suministrar preformas integralmente tejidas que son muy estables en un amplio rango de temperatura de tal manera que ellas no experimenten cambios en tamano y forma como es el caso con las estructuras de metal tradicionales.

Aun otro objeto de la invencion es suministrar una preforma integralmente tejida que es de tejido plano tanto en las direcciones de trama como de urdimbre. Asl, las formas complicadas de todos los tamanos se pueden tejer en un telar convencional. La preforma tejida de la presente invencion es de tejido plano, y luego desdoblada para lograr la forma final de la estructura, dando como resultado una flexibilidad creciente en los tipos de estructuras que se pueden producir utilizando el presente metodo.

La presente invencion se puede utilizar en miles de aplicaciones tales como pero no limitada a intercambiadores de calor donde el fluido corre a traves de canales abiertos, paneles estructurales con canales que permiten alambrado electrico y otros elementos tales como llneas hidraulicas a ser corridas de forma libre a traves de la estructura, y sistemas dispensadores de picado a traves de la estructura, y unos sistemas dispensadores de picado en aeronaves donde los cartuchos de picado son cargados en los canales abiertos. Esos y otros objetos y ventajas seran evidentes de la presente invencion. El refuerzo de fibra es aquel que puede ser tejido en maquinaria de tejido convencional y luego doblado en su forma final antes de la impregnation de la resina sin producir una distorsion indeseable en las fibras. Para mejor el entendimiento de la invencion, sus ventajas operativas y objetos especlficos logrados mediante sus usos, se hace referencia a la materia descriptiva que la acompana en la cual se ilustran realizaciones preferidas de la invencion pero no limitantes.

Los terminos “fibras” e “hilos” son utilizados intercambiablemente en todas partes y tienen un significado equivalente. Los terminos “que comprende” y “comprende” en esta divulgation puede significar “que incluye” y “incluye” o puede tener el significado comunmente dado al termino “que comprende” o “comprende”.

Breve description de los dibujos

Los dibujos que la acompanan, que estan incluidos para suministrar un entendimiento adicional de la invencion, se incorporan y constituyen una parte de esta especificacion. Los dibujos presentados aqul ilustran diferentes realizaciones de la invencion y junto con la descripcion sirven para explicar los principios de la invencion. En los dibujos:

Las Figs. 1(a-c) muestra etapas en la formation de la union cruciforme en una preforma tejida no de acuerdo con la invencion;

La Fig. 2 (a-b) muestran etapas en la formacion de una preforma tejida no de acuerdo con la invencion;

Las Figs. 3 (a-c) son vistas de perfil de una preforma, que ilustran las etapas involucradas en la formacion de la preforma no de acuerdo con la invention;

La Fig. 4 (a) muestra una senda de trama tlpica o secuencia de selection seguida por hilos de trama en la aproximacion de semihelice de acuerdo con la invencion;

5 Las Figs. 4 (b)-(c) son vistas en section transversal de una preforma tejida en una direction de trama de acuerdo con la invencion;

La Fig. 5 muestra una vista de perfil de una preforma tejida que tiene paredes laterales tejidas, celdas cerradas a ambos lados y refuerzo de aro continuo en cada celda de acuerdo con la invencion;

Las Figs. 6 (a)-(b) muestran vistas de perfil de preformas tejidas que tienen paredes laterales tejidas, celdas 10 cerradas a ambos lados y refuerzo en aro continuo en cada celda no de acuerdo con la invencion;

Las Figs., 7 (a)-(b) muestran una preforma tejida que tiene paredes laterales tejidas, celdas cerradas a ambos lados y refuerzo en aro continuo en cada celda no de acuerdo con la invencion, y

La Fig. 8 muestra una secuencia de seleccion tlpica o senda de trama para tejer una preforma con tres celdas horizontales y tres celdas verticales no de acuerdo con la invencion.

15 Description detallada de las realizaciones preferidas

La presente invencion sera descrita mas completamente a continuation con referencia a los dibujos que la acompanan, en los cuales se muestran las realizaciones preferidas de la invencion. Esta invencion puede, sin embargo, tener una realizacion en muchas diferentes formas y no debe ser considerada como limitada a las realizaciones ilustradas establecidas aqul. Por el contrario, estas realizaciones ilustradas se suministran de tal 20 manera que esta divulgation sera total y completa, y conlleva completamente el alcance de la invencion para aquellos expertos en la tecnica.

En la siguiente descripcion, los caracteres de referencia similares designan partes similares o correspondientes en todas las figuras. Adicionalmente, en la siguiente descripcion, se entiende que tales terminos como “vertical”, “horizontal”, “exterior”, e “interior” y similares son terminos relativos utilizados por conveniencia y no deben ser 25 considerados como terminos limitantes absolutos.

Regresando ahora a las figuras, la Fig. 1 (a)- (c) muestra los detalles de formacion de una union 60 cruciforme en una tela o preforma (50) tejida no de acuerdo con la invencion, donde los hilos de trama viajan de una pared interna a otra pared interna dentro de la preforma. La Fig. 1 (a) muestra particularmente dos capas de una tela 50 formada al entretejer dos capas de fibras/hilos 30, 40 de urdimbre con dos fibras/hilos 10, 20 de trama. En esa, los hilos 30 30 de urdimbre se tejen solamente con hilos (10) de trama en un patron deseado para formar la capa superior, y los hilos 40 de urdimbre se tejen con hilos 20 de trama en un patron deseado para formar la capa inferior de la tela 50, hasta que es tejida una altura “h” deseada de la pared vertical interna y la longitud “l” deseada de la pared horizontal interna de la preforma. La altura “h” deseada de la pared vertical interna y la longitud “l” deseada de la pared horizontal interna se basan en las dimensiones finales de la preforma a ser producidas. Despues de que la altura “h” 35 deseada y la longitud “l” deseada se alcanzan, los hilos 30 de urdimbre intercambian posiciones con los hilos 40 de urdimbre, dando como resultado de esta manera en hilos 40 de urdimbre que estan sobre la capa superior y en los hilos 30 de urdimbre que estan en la capa inferior de la tela. Sin embargo, los hilos 10, 20 de trama mantienen sus posiciones de tal manera que ahora los hilos 10 de trama se entretejen con los hilos 40 de urdimbre y los hilos 20 de trama se entretejen con los hilos 30 de urdimbre. Se debe notar que las dos capas tejidas de la tela 50 pasan a 40 traves una de la otra sin ninguna ruptura en la fibra/hilos de urdimbre y trama, y esta consistencia se puede observar en toda la estructura completa.

Despues de que la tela 50 es tejida, la preforma sale del telar como una lamina plana. Cuando la preforma es halada abierta en las direcciones como se muestra en la Fig. 1 (b), existe una fibra continua a traves de la intersection sin rupturas en los hilos de urdimbre y trama, formando una union 60 cruciforme muy fuerte.

45 Las Figs. 2 (a)-(b) muestran la formacion de una tela o preforma 150 tejida. La Fig. 2 (a) muestra particularmente la seccion transversal en la direccion de urdimbre de una preforma 150 formada de acuerdo con el metodo descrito anteriormente, que utiliza 5 capas de hilos de trama y 5 capas de hilo 51-55 de urdimbre. Se puede observar que estas capas 51-55 de hilo de urdimbre intercambian posiciones en longitudes iguales de acuerdo a una dimension deseada de la preforma como se muestra en la Fig. 2 (a). La Fig. 2 (b) es una vista frontal de la preforma 150 tejida 50 en su forma final cuando la preforma 150 plana es halada abierta despues de ser retirada del telar. Se puede notar que la preforma 150 toma la forma de una estructura de “espuma” cuando es halada abierta, que no es nada mas que una coleccion de uniones cruciformes discutidas en la realization previa.

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La Fig. 3 (a)- (c) son vistas de perfil de la preforma 150, que ilustran las etapas involucradas en la formacion de la forma final de la preforma 150. La Fig. 3 (a) muestra particularmente la preforma 150 plana como tejida y sacada del telar. La Fig. 3 (b) muestra una vista de perfil de la preforma 150 cuando esta es parcialmente abierta y la Fig. 3 (c) muestra una vista de perfil de la preforma 150 en su forma final. Aunque los telares de lanzadera se encuentran como los mas apropiados para producir las formas de las preformas anteriormente discutidas, otras tecnicas de tejer tales como el tejido Jacquard y los telares Rapier se pueden emplear para producir la preforma tejida de la invencion. Los patrones de tejido tales como el plano, satin, tela de sarga, etc. se pueden seleccionar con base en el grosor y la densidad requerida de la preforma.

En referencia a las Figs. 4 (a) -(c) la invencion de acuerdo a la realization es un metodo para formar una preforma 250 tejida con hilo 200 de trama simple que atraviesa toda la estructura completa de la preforma. El hilo de trama adopta una aproximacion de semihelice para entretejerse con dos o mas capas de hilos de urdimbre para formar los canales o celdas 220 de urdimbre entretejidas en la preforma 250. Una celda de trama tlpica o secuencia de selection seguida por un hilo 200 de trama en esta aproximacion de semihelice se describe en las etapas 1-8 de la Fig. 4 (a). La preforma aqul es tejida de manera tal que la fibra/hilo 200 de trama es continua en una direction de aro, y la estructura resultante tiene bordes cerrados en todos los lados de la preforma 250 cuando se hala abierta, como se muestra en la vista en section transversal en la Fig. 4 (c). La longitud “l1” de la preforma 250 solo esta limitada por el ancho del telar, sin embargo, la altura de las paredes “h1” puede ser practicamente de cualquier longitud ya que la preforma 250 sale del telar como una pieza continua en la direccion de urdimbre, tal como se muestra en la Fig. 4 (b). La Fig. 5 muestra una vista de perfil de la preforma 250 que tiene paredes laterales tejidas, celdas 220 cerradas en ambos bordes y un refuerzo de aro continuo en cada celda.

Una realizacion no de acuerdo con la invencion es un metodo de tejer en maquina una preforma 100 de fibra que consiste de perlmetros cerrados con multiples miembros intersecantes en su interior. La preforma 100 es tejido plano como se muestra en la Fig. 7 (a) y luego doblada abierta para formar una estructura celular, como se muestra en la Fig. 7 (b). El tejido se hace sobre un telar de lanzadera de tal manera que la fibra/hilo 110 de urdimbre sea continua a traves de la intersection de las paredes interiores, dando como resultado bordes cerrados en todos los lados de la preforma 100, como se muestra en la Fig. 7 (b). Una secuencia de seleccion tlpica o senda de trama para tejer una preforma 450 con las tres celdas 445 horizontales y las tres celdas 445 verticales como se muestra en la Fig. 6 (a) se muestra en la Fig. 8. Se debe notar como se muestra en la Fig. 6 (a) que la fibra/hilo de trama se teje continuamente desde las paredes 400 interiores hacia las paredes 410 exteriores para formar una union 370 en t, y se teje continuamente desde las paredes 400 interiores hacia las paredes 400 interiores para formar una union 360 cruciforme respectivamente. Tambien se debe notar que en la Fig. 8, una repetition completa del patron es partida en cinco subconjuntos, dos que tejen las paredes 400 interiores horizontales hacia las paredes 410 externas, dos que tejen las paredes 400 interiores verticales hacia las paredes 410 externas verticales, y una que suministra fibra continua a traves de todas las paredes externas. Las repeticiones adicionales del quinto subconjunto se pueden incluir para incrementar el grosor de las paredes exteriores, con relation al grosor de las paredes internas segun se desea.

Los cinco subconjuntos de seleccion tambien se pueden tejer en cualquier orden. El patron en la direccion de urdimbre puede utilizar cualquier diseno que asegurara toda la fibra de trama junta (es decir tejido plano, satin, tela de sarga etc.) El patron mostrado en la Fig. 8 dara como resultado una preforma que tiene una capa de urdimbre simple en cada pared. La misma aproximacion se puede utilizar para tejer una preforma que tiene multiples capas de urdimbre en cada pared. En este caso, las sendas seleccionadas mostradas tienen que ser repetidas una vez para cada capa de urdimbre, y las fibras de urdimbre tienen que tejer un patron que asegurara las multiples capas juntas. (Es decir a traves del “interaseguramiento angular” en grosor, a traves del ortogonal de grosor, “interaseguramiento angular” chapa a chapa, etc. Por ejemplo, en una arquitectura de “interaseguramiento angular, en grosor pasante, las fibras de urdimbre pasan a traves del grosor completo de la preforma en un angulo que se define por el espaciamiento de seleccion o trama. En una arquitectura ortogonal de grosor pasante, las fibras de urdimbre pasan a traves del grosor completo de la preforma entre las columnas de seleccion o trama adyacentes, de tal manera que el componente de grosor pasante es mas o menos ortogonal a las caras de la tela. Este tipo de arquitectura usualmente incluye “rellenos” de urdimbre que simplemente pasan dos capas de seleccion sin tejido. En una arquitectura de “interaseguramiento” chapa a chapa. Las fibras de urdimbre solo pasan parte del camino a traves del grosor completo de la preforma, asegurando dos o mas capas juntas. Las urdimbres usualmente tienen un angulo de “interaseguramiento” similar a las arquitecturas de “interaseguramiento angular”, pero tambien pueden ser ortogonales. Por ejemplo, la capa 1 en la preforma se puede asegurar a la capa 2, la capa 2 a la capa 3, y as! sucesivamente. Una realizacion no de acuerdo con la invencion es un metodo para formar una preforma 350 3D integralmente tejida que comprende dos paredes 320 externas tejidas y una o mas paredes horizontales externas tejidas, como se muestra en la Fig., 6 (b). Las paredes 320 externas tejidas y las paredes horizontales internas se unen con multiples paredes 340 verticales internas tejidas. Las paredes 340 verticales internas tejidas multiples pueden o no estar incluidas en los bordes externos verticales de la preforma 350 tejida. La estructura resultante es una preforma 350 tejida multicelda con uniones 360, 370 integrales como se muestra en la Fig. 6 (b). Una variante de esta realizacion se muestra en la Fig. 6 (a) en donde una preforma 450 tejida comprende al menos cuatro capas 410-440 espaciadas con paredes 400 verticales que se extienden entre las capas, donde las capas y las paredes definen los canales 445 que se extienden en la direccion de urdimbre de la estructura.

La preforma de fibra formada de acuerdo con la invencion se puede procesar en un componente estructural compuesto que utiliza metodos tales como el moldeo de transferencia de resina o la infiltracion de vapor qulmico. Asl, la invencion de acuerdo con una realization es un compuesto reforzado con fibra.

Los usos tlpicos de la estructura resultante incluyen aplicaciones que requieren endurecimiento en dos direcciones 5 (es decir subestructuras para paneles endurecidos) y aplicaciones que requieren multiples compartimientos conectados. Las preformas de la invencion se pueden utilizar en miles de aplicaciones tales como, pero no limitada a intercambiadores de calor en donde el fluido corre a traves de canales abiertos, paneles estructurales con canales que permiten el alambrado electrico y otros elementos tales como llneas hidraulicas a ser corridas libremente a traves de la estructura, y como sistemas dispensadores de picado, en aeronaves donde los cartuchos de picado son 10 cargados en los canales abiertos.

Algunas de las ventajas de la invencion sobre la tecnica anterior son:

• Todas las fibras son aseguradas juntas en las uniones, eliminando las capas de resina entre las chapas individuales que estarlan presentes en un compuesto laminado convencional eliminando de esta manera el potencial de deslaminacion y mejorando la tolerancia al dano.

15 • Practicamente toda la labor a mano requerida para ensamblar estas estructuras utilizando tecnicas de lamination

convencional se elimina utilizando el metodo de la presente invencion. La preforma es tejida para dar forma, y colocada en los moldes como una pieza unica, reduciendo de esta manera el tiempo y los costes de manufactura.

• La preforma asl formada tiene bordes cerrados en cualquier lado, eliminando asl la etapa de cortado, tambien reduciendo tiempo y coste.

20 • No existe necesidad de ningun agente de pegajosidad, ahorrando tiempo y coste, y eliminando los problemas de

incompatibilidad potencial con la resina primaria.

Asl, mediante la presente invencion, sus objetos y ventajas se efectuan, y aunque las realizaciones preferidas se han divulgado y descrito en detalle aqul, su alcance y objetos no se deben limitar de esta manera; en su lugar su alcance se debe determinar por las reivindicaciones anexas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Una preforma (250) tejida para un compuesto reforzado de fibra que comprende:

Una pluralidad de primeras capas de material tejido; y una pluralidad de segundas capas de material tejido integralmente tejido con dicha pluralidad de primeras capas; dicha pluralidad de segundas capas se extienden como miembros estructurales entre dichas primeras capas cuando la preforma es halada abierta; y

Dicha pluralidad de primeras capas y dicha pluralidad de segundas capas define una pluralidad de celdas pasantes dentro de la preforma,

Caracterizada porque dicha preforma (250) tiene un perlmetro cerrado continuo y los refuerzos de aro en cada celda formada por una serie de etapas, cada etapa define una senda cerrada alrededor de una celda y una senda cerrada a lo largo del perlmetro, las etapas utilizan un hilo de trama simple en toda la preforma.
2. La preforma tejida de la reivindicacion 1, en donde dichas celdas (220) se extienden en una direccion de urdimbre
3. La preforma tejida de la reivindicacion 1, en donde dichas celdas (220) son de forma cuadrada o rectangular.
4. Un compuesto reforzado de fibra que comprende:

Una preforma (250) tejida de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 1-3, y Un material de matriz de pollmero que impregna dicha preforma (250) tejida
5. Un metodo para elaborar una preforma (250) tejida para un compuesto reforzado de fibra que comprende las etapas de:

Tejer integralmente una pluralidad de primeras capas con una pluralidad de segundas capas para formar dicha preforma (250);

Abrir dicha preforma (250) despues de ser tejida de tal manera que dicha pluralidad de segundas capas se extiende como miembros estructurales entre dichas primeras capas, dicha pluralidad de primeras capas y dicha pluralidad de segundas capas define una pluralidad de celdas (220) pasantes dentro de la preforma (250),

Dicha preforma (250) tiene un perlmetro cerrado continuo,

El metodo incluye una serie de etapas que forman refuerzos en aro en cada celda utilizando un hilo de trama simple en toda la preforma, cada etapa define una senda cerrada alrededor de una celda y una senda cerrada a lo largo del perlmetro de la preforma.
6. El metodo de la reivindicacion 5, en donde dichas celdas (220) se extienden en la direccion de urdimbre.
7. El metodo de la reivindicacion 5, en donde dichas celdas (220) son de forma cuadrada o rectangular.
8. Un metodo para elaborar un compuesto reforzado de fibra que comprende las etapas de:

Formar una preforma (250) de acuerdo al metodo de la reivindicacion 5, e

Impregnar dicha preforma (250) tejida con material de matriz de pollmero.
9. El metodo de la reivindicacion 8, en donde dicha impregnacion se lleva a cabo al transferir infiltracion de vapor de moldeo o qulmico.