ES2615342T3 - Proceso para fabricar una preforma y aparato para el mismo - Google Patents

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ES2615342T3 ES07738645.6T ES07738645T ES2615342T3 ES 2615342 T3 ES2615342 T3 ES 2615342T3 ES 07738645 T ES07738645 T ES 07738645T ES 2615342 T3 ES2615342 T3 ES 2615342T3
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Tamotsu Suzuki
Haruhiko Tsuji
Kounosuke Yamamoto
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Abstract

Un proceso para fabricar una preforma incluyendo un primer material base de fibra de refuerzo (FB1) que tiene, en su sección transversal, una porción de lámina (W1) y al menos un par de porciones de pestaña (F1a, F1b) que se extienden en el lado opuesto una a otra a través de al menos una porción de bifurcación (B1) desde la porción de lámina (W1), y al menos un segundo material base de fibra de refuerzo (FB2) que se une con el primer material base de fibra de refuerzo (FB1) en un estado incluyendo la al menos única porción de bifurcación (B1) entre ellos, donde: (a) el primer material base de fibra de refuerzo (FB1) incluye un primer material base en bruto (OB1) y un segundo material base en bruto (OB2), (b) el primer material base en bruto (OB1) incluye una primera tira en capas (L1) incluyendo múltiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas, (c) el segundo material base en bruto (OB2) incluye una segunda tira en capas (L2) incluyendo múltiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas, (d) el segundo material base de fibra de refuerzo (FB2) incluye al menos un tercer material base en bruto (OB3), (e) se facilitan un primer paso de suministro para suministrar la primera tira en capas (L1), un segundo paso de suministro para suministrar la segunda tira en capas (L2), y al menos un tercer paso de suministro para suministrar el al menos único tercer material base en bruto (OB3), (f) se ha previsto un primer paso de conformación parcial en el lado situado hacia abajo del primer paso de suministro para conformar la primera tira en capas (L1) calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un primer cuerpo conformado preliminar (Pf1), (g) se ha previsto un segundo paso de conformación parcial en el lado situado hacia abajo del segundo paso de suministro para conformar la segunda tira en capas (L2) calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un segundo cuerpo conformado preliminar (Pf2), (h) se ha previsto un paso de unión en el lado situado hacia abajo de los pasos de conformación parcial primero y segundo y el al menos único tercer paso de suministro para unir los cuerpos conformados preliminares primero y segundo (Pf1, Pf2) producidos en los pasos de conformación parcial primero y segundo de tal forma que la porción de bifurcación (B1) se forme en la preforma (PF1) y el al menos único tercer material base en bruto (OB3) se añade en la porción de bifurcación (B1) formado, seguido de unirlos calentándolos y/o prensándolos en la configuración y manteniendo el estado unido, obteniendo por ello la preforma (PF1), (i) se ha previsto un paso de transporte en el lado situado hacia abajo del paso de unión para transportar intermitentemente la preforma (PF1) producida en el paso de unión, y (j) la producción de los cuerpos conformados preliminares primero y segundo (Pf1, Pf2) en los pasos de conformación parcial primero y segundo y la producción de la preforma (PF1) en el paso de unión se realizan durante los períodos en que el transporte de la preforma (PF1) en el paso de transporte está suspendido.

Description

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DESCRIPCION
Proceso para fabricar una preforma y aparato para el mismo Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un proceso y un aparato para fabricar una preforma a usar para moldeo de plastico reforzado con fibra (FRP). Mas espedficamente, la invencion se refiere a un proceso para fabricar una preforma que tiene, en su seccion transversal, una porcion de lamina y al menos un par de porciones de pestana que se extienden en un lado opuesto una a otra a traves de una porcion de bifurcacion de la porcion de lamina, y un aparato para el mismo. Las preformas tfpicas que tienen tal configuracion en seccion transversal incluyen las que tienen una seccion transversal en forma de T o en forma de I.
Antecedentes de la invencion
Los plasticos reforzados con fibra (FRP) incluyendo fibras de refuerzo, tal como fibras de carbono, fibras de vidrio o fibras de aramida se usan como material para elementos estructurales de automoviles y aviones, etc, porque son de peso ligero y de gran durabilidad.
El moldeo en autoclave se conoce como un metodo para moldear plastico reforzado con fibra (FRP). Con este metodo de moldeo, un producto en capas de hojas de prepreg incluyendo fibras de refuerzo y resina epoxi de alta ductilidad, por ejemplo, es empujado y calentado en autoclave para curado produciendo plastico reforzado con fibra (FRP).
Por lo general es diffcil que las hojas de prepreg sirvan para moldear productos que tienen una forma tridimensional complicada. En las circunstancias actuales, el moldeo en autoclave de hojas de prepreg convencionales no se ha puesto ampliamente en practica porque precisa altos costos de material y largos tiempos de proceso de moldeo, lo que dara lugar a altos costos generales de fabricacion del producto.
En comparacion con esto, un moldeo de transferencia de resina (RTM) y un RTM al vado atraen la atencion porque estos metodos de moldeo pueden operar a costos mas bajos y tiempos de proceso de moldeo mas cortos que un moldeo en autoclave de hojas de prepreg convencionales.
En el proceso RTM, un producto en capas de telas de fibra de refuerzo secas que no tienen resina de matriz impregnada se coloca en un molde y se inyecta una resina de matriz lfquida de baja viscosidad para permitir que las fibras de refuerzo se impregnen con la resina de matriz para lograr moldeo de plastico reforzado con fibra (FRP).
Dado que el proceso RTM usa la tela de fibra de refuerzo seca como se ha descrito anteriormente, es posible formar la tela de fibra de refuerzo a lo largo de una forma tridimensional complicada en un molde. Sin embargo, los productos sin arrugas, uniformes, de plastico reforzado con fibra (FRP) que tienen un alto porcentaje de volumen de fibra (Vpf) como los producidos por un moldeo en autoclave de hojas de prepreg, no se pueden producir facilmente colocando simplemente el producto en capas de telas de fibra de refuerzo a lo largo de una superficie del molde. El porcentaje de volumen de fibra se define como el porcentaje por volumen de fibra con relacion al volumen total del material conteniendo dicha fibra.
Como un metodo para resolver este problema, hay un metodo que usa una preforma preformada en forma de un producto final en un estado seco sin una impregnacion de resina de matriz. Sin embargo, el tiempo requerido para preparar tal preforma y la exactitud de la preforma resultante tendra gran influencia en el costo de produccion y en la calidad del producto final de plastico reforzado con fibra (FRP).
Asf, en la literatura de patentes 1 se ha propuesto un proceso de produccion de preforma que se puede llevar a cabo en un tiempo mas corto.
Sin embargo, el proceso descrito en la literatura de patentes 1, no puede operar satisfactoriamente para proporcionar una preforma sin arrugas, uniforme, con un alto porcentaje de volumen de fibra (Vpf) que pueda ser usada para moldeo de plastico reforzado con fibra (FRP) que tenga altas caractensticas mecanicas tal como las de los elementos estructurales de aviones.
Lista de citas
Literatura de patentes 1: JP 2005-324513 A
EP 1995040 A1 describe un metodo de formar, en un laminado en forma de tira de multiples hojas de fibra de refuerzo superpuestas una sobre otra, dos flexiones con respecto a su configuracion en seccion transversal, donde, en la formacion de las dos flexiones con el uso de dos troqueles de formacion de flexion independientes uno de otro, respectivamente, los dos troqueles de formacion de flexion estan dispuestos de modo que la distancia relativa de los
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dos troqueles de formacion de flexion se pueda cambiar en la direccion perpendicular a la direccion longitudinal del laminado en forma de tira. US5043128 A describe un metodo para calentar y formar en prensa una hoja de material plegado preparado impregnando una resina termoestable en hojas de fibra de plastico dispuesta en paralelo o en hojas de tela tejida de fibra de plastico. La hoja de material se forma en una operacion que repite los pasos de calentar y formar en prensa dicha hoja de material dentro de un molde de conformacion en un aparato de calentamiento y formacion en prensa durante un penodo de tiempo predeterminado y luego liberar la presion durante un penodo de tiempo predeterminado mientras se alimenta gradualmente la hoja de material por una distancia predeterminada durante un penodo de tiempo menor que el penodo de tiempo de dicha presion liberada.
Resumen de la invencion
Problema tecnico
La finalidad de la invencion es proporcionar un proceso de fabricacion de preforma que puede producir de forma continua una preforma sin arrugas, uniforme, con un alto porcentaje de volumen de fibra (Vpf) que puede ser usada para moldeo de plastico reforzado con fibra (FRP) que tiene altas caractensticas mecanicas tal como las destinadas a elementos estructurales de aviones, y tambien proporcionar un aparato de fabricacion para el mismo.
Los autores de la presente invencion estudiaron la razon por la que una preforma uniforme sin arrugas con un alto porcentaje de volumen de fibra (Vpf) que puede ser usada para moldeo de plastico reforzado con fibra (FRP) que tiene altas caractensticas mecanicas no se podna producir usando simplemente una combinacion de plegado, laminacion, adhesion, etc, de telas de fibra de refuerzo, y prestaron atencion a la rectitud de la fibra de refuerzo en el transcurso del proceso de fabricacion y la uniformidad de la densidad de fibras de refuerzo en el producto intermedio.
Posteriormente, intentaron proporcionar, en el proceso de fabricacion, un paso de conformacion parcial en el que un material de fibra base que constituye una porcion principal de una preforma a fabricar se preformaba para formar un cuerpo conformado preliminar. Intentaron obtener una preforma prevista uniendo el cuerpo conformado preliminar resultante y un material de fibra base que constituye otra porcion de la preforma en un paso de union que se realiza despues del paso de conformacion parcial.
Hallaron que las arrugas resultantes de la diferencia en la circunferencia entre el interior y el exterior del material de fibra base durante el prensado en la direccion del grosor al producir una preforma en el paso de union se eliminaban completamente o minimizaban a un nivel muy bajo distribuyendo adecuadamente condiciones de calentamiento y/o prensado del material de fibra base entre el paso de conformacion parcial y el posterior paso de union.
Solucion del problema
El proceso de fabricar tal preforma, y el aparato de fabricacion para el mismo, de la invencion se describen a continuacion:
(1) Un proceso para fabricar una preforma incluyendo un primer material base de fibra de refuerzo que tiene, en su seccion transversal, una porcion de lamina y al menos un par de porciones de pestana que se extienden en el lado opuesto una de otra a traves de al menos una porcion de bifurcacion de la porcion de lamina, y al menos un segundo material base de fibra de refuerzo que se une con el primer material base de fibra de refuerzo en un estado incluyendo la al menos unica porcion de bifurcacion entre ellos donde:
(a) el primer material base de fibra de refuerzo incluye un primer material base en bruto y un segundo material base en bruto,
(b) el primer material base en bruto incluye una primera tira en capas incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas,
(c) el segundo material base en bruto incluye una segunda tira en capas incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas,
(d) el segundo material base de fibra de refuerzo incluye al menos un tercer material base en bruto,
(e) se han previsto un primer paso de suministro para suministrar la primera tira en capas, un segundo paso de suministro para suministrar la segunda tira en capas, y al menos un tercer paso de suministro para suministrar el al menos unico tercer material base en bruto,
(f) se ha previsto un primer paso de conformacion parcial en el lado situado hacia abajo del primer paso de suministro para conformar la primera tira en capas calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un primer cuerpo conformado preliminar,
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(h) se ha previsto un paso de union en el lado situado hacia abajo de los pasos de conformacion parcial primero y segundo y el al menos unico tercer paso de suministro para unir los cuerpos conformados preliminares primero y segundo producidos en los pasos de conformacion parcial primero y segundo de tal forma que la porcion de bifurcacion se forme en la preforma y el al menos unico tercer material base en bruto se anade en la porcion de bifurcacion formada, seguido de unirlos calentandolos y/o prensandolos en la configuracion y manteniendo el estado unido, obteniendo por ello la preforma,
(i) se ha previsto un paso de transporte en el lado situado hacia abajo del paso de union para transportar intermitentemente la preforma producida en el paso de union, y
(j) la produccion de los cuerpos conformados preliminares primero y segundo en los pasos de conformacion parcial primero y segundo y la produccion de la preforma en el paso de union se realizan durante los penodos en que el transporte de la preforma en el paso de transporte esta suspendido.
(2) El proceso para fabricar una preforma, donde dichos cuerpos conformados preliminares primero y segundo cumplen la relacion 0,95 > a/p > 0,6 donde a es su respectivo porcentaje de volumen de fibra y p es el porcentaje de volumen de fibra en dicha preforma.
(3) El proceso para fabricar una preforma, donde dicho porcentaje de volumen de fibra de ay dicho porcentaje de volumen de fibra de p cumplen la relacion 0,95 > a/p > 0,8.
(4) El proceso para fabricar una preforma, donde se ha previsto un paso de recorte en el lado situado hacia abajo de dicho paso de union y en el lado situado hacia arriba de dicho paso de transporte para quitar partes innecesarias de la preforma producida en dicho paso de union.
(5) El proceso para fabricar una preforma, donde se ha previsto al menos un paso de suministro de relleno de esquina de modo que al menos un relleno de esquina incluyendo un haz de fibras de refuerzo sea suministrado a al menos una porcion concava formada a lo largo de la superficie exterior de dicha al menos unica porcion de bifurcacion producida en dicho paso de union en coordinacion con el movimiento de transporte intermitente de la preforma en dicho paso de transporte.
(6) El proceso para fabricar una preforma, donde el haz de fibras de refuerzo que constituye dicho relleno de esquina es un haz de fibras de refuerzo conteniendo una resina adhesiva, y se ha previsto al menos un paso de conformacion parcial de relleno de esquina que forma dicho haz de fibras de refuerzo conteniendo la resina adhesiva calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado para producir al menos un cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar entre dicho al menos un paso de suministro de relleno de esquina y dicho paso de union para permitir que el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar asf producido sea suministrado a dicho paso de union.
(7) El proceso para fabricar una preforma, donde dicho al menos tercer material base en bruto incluye al menos una tercera tira en capas incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas, y se ha previsto al menos un tercer paso de conformacion parcial que forma dicha al menos unica tercera tira en capas calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado para producir al menos tercer cuerpo conformado preliminar entre dicho al menos tercer paso de suministro y dicho paso de union para permitir que dicho al menos tercer cuerpo conformado preliminar asf producido sea suministrado a dicho paso de union.
(8) El proceso para fabricar una preforma, donde la seccion transversal de dicho primer cuerpo conformado preliminar y la de dicho segundo cuerpo conformado preliminar tienen formas en L que son bilateralmente simetricas mientras que una seccion transversal de dicho tercer cuerpo conformado preliminar tiene una forma de placa plana, y donde, en dicho paso de union, dicho primer cuerpo conformado preliminar y dicho segundo cuerpo conformado preliminar en forma de L se unen en la posicion correspondiente a dicha porcion de lamina en forma de L mientras que dicho tercer cuerpo conformado preliminar en forma de placa plana y dicho cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar se unen para formar una preforma en forma de T.
(9) El proceso para fabricar una preforma, donde la seccion transversal de dicho primer cuerpo conformado preliminar y la de dicho segundo cuerpo conformado preliminar tienen formas en C que son bilateralmente simetricas mientras que las secciones transversales de dichos dos terceros cuerpos conformados preliminares tienen formas de placa plana, y donde, en dicho paso de union, dicho primer cuerpo conformado preliminar en forma de C y dicho segundo cuerpo conformado preliminar en forma de C unen en la posicion correspondiente a dicha porcion de lamina en forma de C mientras que dichos dos terceros cuerpos conformados preliminares en forma de placa plana se unen con dichos dos cuerpos de relleno de esquina conformados preliminares para formar una preforma en forma
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de I.
(10) Un aparato para fabricar una preforma incluyendo un primer material base de fibra de refuerzo que tiene, en su seccion transversal, una porcion de lamina y al menos un par de porciones de pestana que se extienden en el lado opuesto una a otra a traves de al menos una porcion de bifurcacion de la porcion de lamina, y al menos un segundo material base de fibra de refuerzo que se une con el primer material base de fibra de refuerzo en un estado incluyendo la al menos unica porcion de bifurcacion entre ellos donde:
(a) el primer material base de fibra de refuerzo incluye un primer material base en bruto y un segundo material base en bruto,
(b) el primer material base en bruto incluye una primera tira en capas incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas,
(c) el segundo material base en bruto incluye una segunda tira en capas incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas,
(d) el segundo material base de fibra de refuerzo incluye al menos un tercer material base en bruto,
(e) se ha dispuesto una primera unidad de suministro para suministrar la primera tira en capas, una segunda unidad de suministro para suministrar la segunda tira en capas, y al menos una tercera unidad de suministro para suministrar el al menos unico tercer material base en bruto,
(f) se ha dispuesto una primera unidad de conformacion parcial en el lado situado hacia abajo de la primera unidad de suministro para formar la primera tira en capas calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un primer cuerpo conformado preliminar,
(g) se ha dispuesto una segunda unidad de conformacion parcial en el lado situado hacia abajo de la segunda unidad de suministro para formar la segunda tira en capas calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un segundo cuerpo conformado preliminar,
(h) se ha dispuesto una unidad de union en el lado situado hacia abajo de las unidades de conformacion parcial primera y segunda y la al menos unica tercera unidad de suministro para unir los cuerpos conformados preliminares primero y segundo producidos en las unidades de conformacion parcial primera y segunda de tal forma que la porcion de bifurcacion se forme en la preforma y el al menos unico tercer material base en bruto se anada en la porcion de bifurcacion formada, seguido de unirlos calentandolos y/o prensandolos en la configuracion y manteniendo el estado unido, obteniendo por ello la preforma,
(i) se ha dispuesto una unidad de transporte en el lado situado hacia abajo de la unidad de union para transportar intermitentemente la preforma producida en la unidad de union, y
(j) la produccion de los cuerpos conformados preliminares primero y segundo en las unidades de conformacion parcial primera y segunda y la produccion de la preforma en la unidad de union se realizan durante los penodos en que el transporte de la preforma en las unidades de transporte esta suspendido.
(11) El aparato para fabricar una preforma, donde se ha dispuesto una unidad de recorte en el lado situado hacia abajo de dicha unidad de union y en el lado situado hacia arriba de dicha unidad de transporte para quitar partes innecesarias de la preforma producida en dicha unidad de union.
(12) El aparato para fabricar una preforma, donde se ha dispuesto al menos una unidad de suministro de relleno de esquina de modo que al menos un relleno de esquina incluyendo un haz de fibras de refuerzo sea suministrado a al menos una porcion concava formada a lo largo de la superficie exterior de dicha al menos unica porcion de bifurcacion producida en dicha unidad de union en coordinacion con el movimiento de transporte intermitente de la preforma en dicha unidad de transporte.
(13) El aparato para fabricar una preforma, donde el haz de fibras de refuerzo que constituye dicho relleno de esquina es un haz de fibras de refuerzo conteniendo una resina adhesiva, y al menos una unidad de conformacion parcial de relleno de esquina que forma dicho haz de fibras de refuerzo conteniendo la resina adhesiva calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado para producir al menos un cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar esta dispuesta entre dicha al menos unica unidad de suministro de relleno de esquina y dicha unidad de union para permitir que el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar asf producido sea suministrado a dicha unidad de union.
(14) El aparato para fabricar una preforma, donde dicho al menos tercer material base en bruto incluye al menos una tercera tira en capas incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas, y al menos una tercera unidad de conformacion parcial que conforma dicha
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al menos unica tercera tira en capas calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado para producir al menos un tercer cuerpo conformado preliminar esta dispuesta entre dicha al menos unica tercera unidad de suministro y dicha unidad de union para permitir que dicho al menos tercer cuerpo conformado preliminar asf producido sea suministrado a dicha unidad de union.
(15) El aparato para fabricar una preforma, donde la seccion transversal de dicho primer cuerpo conformado preliminar y la de dicho segundo cuerpo conformado preliminar tienen formas en L que son bilateralmente simetricas mientras que una seccion transversal de dicho tercer cuerpo conformado preliminar tiene una forma de placa plana, y donde, en dicha unidad de union, dicho primer cuerpo conformado preliminar en forma de L y dicho segundo cuerpo conformado preliminar en forma de L se unen en la posicion correspondiente a dicha porcion de lamina en forma de L mientras que dicho tercer cuerpo conformado preliminar en forma de placa plana y dicho cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar se unen para formar una preforma en forma de T.
(16) El aparato para fabricar una preforma, donde la seccion transversal de dicho primer cuerpo conformado preliminar y la de dicho segundo cuerpo conformado preliminar tienen formas en C que son bilateralmente simetricas mientras que las secciones transversales de los dos terceros cuerpos conformados preliminares tienen una forma de placa plana, y donde, en dicha unidad de union, dicho primer cuerpo conformado preliminar en forma de C y dicho segundo cuerpo conformado preliminar en forma de C se unen en la posicion correspondiente a dicha porcion de lamina en forma de C mientras que dichos dos terceros cuerpos conformados preliminares en forma de placa plana se unen con dos cuerpos de relleno de esquina conformados preliminares para formar una preforma en forma de I.
(17) El aparato para fabricar una preforma, incluyendo dicha primera unidad de conformacion parcial, dicha segunda unidad de conformacion parcial y dicha tercera unidad de conformacion parcial que se combinan en un troquel de conformacion parcial donde:
(a) dicho troquel de conformacion parcial incluye un troquel central fijado en un soporte, un troquel superior dispuesto encima de dicho troquel central con un intervalo entre ellos, y un troquel inferior dispuesto debajo de dicho troquel central con un intervalo entre ellos,
(b) dicho troquel superior y dicho troquel central tienen primeras caras de conformacion para recibir y luego calentar y/o prensar dicha primera tira en capas y segundas caras de conformacion para recibir y luego calentar y/o prensar dicha segunda tira en capas,
(c) dicho troquel inferior y dicho troquel central tienen terceras caras de conformacion para recibir y luego calentar y/o prensar dicha tercera tira en capas,
(d) un primer accionador para mover dicho troquel superior con relacion a dicho troquel central esta dispuesto en dicho troquel superior mientras que un segundo accionador para mover dicho troquel inferior con relacion a dicho troquel central esta dispuesto en dicho troquel inferior, y
(e) un agujero esta dispuesto en la region central de dicho troquel central para permitir que dicho cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar pase a su traves.
(18) El aparato para fabricar una preforma, incluyendo dicha al menos unica unidad de conformacion parcial de relleno de esquina donde:
(a) la unidad incluye un troquel de conformacion de relleno de esquina incluyendo un troquel plano fijado en un soporte, y unos troqueles superiores derecho e izquierdo fijados respectivamente en la cara superior de dicho troquel plano,
(b) dicho troquel superior derecho tiene una cara curvada izquierda en su borde inferior izquierdo mientras que dicho troquel superior izquierdo tiene una cara curvada derecha en su borde inferior derecho, estando dicho troquel superior derecho y dicho troquel superior izquierdo en contacto uno con otro de tal forma que dicha cara curvada izquierda y dicha cara curvada derecha miren una a otra,
(c) la porcion rodeada por la cara superior del troquel plano, dicha cara curvada izquierda y dicha cara curvada derecha constituye un agujero para permitir que un haz de fibras de refuerzo pase a su traves, usandose dicho haz de fibras de refuerzo para producir el relleno de esquina a suministrar desde dicha al menos unica unidad de suministro de relleno de esquina, y
(d) el tamano en seccion transversal de dicho agujero disminuye gradualmente en la direccion de avance de dicho haz de fibras de refuerzo.
(19) El aparato para fabricar una preforma, incluyendo dicha unidad de union donde:
(a) dicha unidad de union incluye un troquel de union incluyendo un troquel superior izquierdo fijado en un soporte,
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un troquel superior derecho dispuesto en el lado derecho de dicho troquel superior izquierdo con un intervalo entre ellos y un troquel inferior dispuesto debajo de dicho troquel superior izquierdo y dicho troquel superior derecho con un intervalo entre ellos,
(b) dicho troquel superior izquierdo y dicho troquel superior derecho respectivamente tienen una primera cara de conformacion que pertenece a dicho troquel superior izquierdo, y una segunda cara de conformacion que pertenece a dicho troquel superior derecho, para recibir y calentar y/o prensar dicho primer cuerpo conformado preliminar y dicho segundo cuerpo conformado preliminar,
(c) dicho troquel superior izquierdo y dicho troquel inferior respectivamente tienen una tercera cara de conformacion que pertenece a dicho troquel superior izquierdo, y una cuarta cara de conformacion que pertenece a dicho troquel inferior para recibir y calentar y/o prensar dicho primer cuerpo conformado preliminar y dicho tercer cuerpo conformado preliminar,
(d) dicho troquel superior derecho y dicho troquel inferior respectivamente tienen una quinta cara de conformacion que pertenece a dicho troquel superior derecho, y una sexta cara de conformacion que pertenece a dicho troquel inferior para recibir y calentar y/o prensar dicho segundo cuerpo conformado preliminar y dicho tercer cuerpo conformado preliminar, y
(e) un primer accionador esta dispuesto en dicho troquel superior derecho para mover dicho troquel superior derecho con relacion a dicho troquel superior izquierdo mientras que un segundo accionador esta dispuesto en dicho troquel inferior para mover dicho troquel inferior con relacion a dicho troquel superior izquierdo y dicho troquel superior derecho.
Efectos ventajosos de la invencion
Un proceso de fabricacion de preforma o un aparato de fabricacion de la invencion sirve para transportar intermitentemente en la direccion longitudinal un material base en bruto para un material base de fibra de refuerzo que tiene una porcion de bifurcacion en su seccion transversal que constituira una preforma prevista, y calentar y/o prensar el material base en bruto durante un penodo de suspension de transporte para formar un cuerpo conformado preliminar, seguido de unir el cuerpo conformado preliminar resultante con el material base en bruto para otro material base de fibra de refuerzo que constituira la preforma prevista, permitiendo por ello la produccion continua de la preforma que tiene una porcion de bifurcacion en su seccion transversal.
Asf, la invencion hace posible producir una preforma de alta calidad evitando una disminucion de la rectitud de la fibra de refuerzo, una disminucion de la uniformidad de la densidad, y en particular, arrugas en la porcion curvada en el material base en bruto que resultanan de diferencias en la circunferencia entre las superficies interior y exterior del material base en bruto, todas las cuales podnan producirse cuando los dos o mas materiales base brutos para los materiales base de fibra de refuerzo usados para producir la preforma prevista se unen simplemente por un paso de calentamiento y/ prensado.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 representa una vista en perspectiva esquematica de un aparato de fabricacion de preforma tfpica de la invencion.
La figura 2 representa una vista en perspectiva de una preforma en forma de T tfpica a producir con el aparato de fabricacion ilustrado en la figura 1.
La figura 3 representa una vista frontal esquematica de un troquel tfpico de conformacion de relleno de esquina a usar en la unidad de conformacion parcial de relleno de esquina del aparato de fabricacion ilustrado en la figura 1.
La figura 4 representa una vista frontal esquematica de un troquel tfpico de conformacion parcial a usar en las unidades de conformacion parcial primera, segunda y tercera del aparato de fabricacion ilustrado en la figura 1.
La figura 5 representa una vista frontal esquematica de un troquel de union-conformacion tfpico a usar en la unidad de union del aparato de fabricacion ilustrado en la figura 1.
La figura 6 representa una vista frontal esquematica de un troquel de agarre de preforma tfpico a usar en la unidad de recorte del aparato de fabricacion ilustrado en la figura 1.
La figura 7 representa diagramas ejemplares en seccion transversal para explicar cambios que tienen lugar en una forma de material de fibra base durante la produccion de una preforma en un aparato de fabricacion de preforma convencional.
La figura 8 representa diagramas esquematicos de las secciones transversales de siete tipos de preformas que se
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pueden producir con el proceso de fabricacion de preforma de la invencion.
La figura 9 representa una vista en perspectiva esquematica de otro tipo del aparato de fabricacion de preforma de la invencion.
La figura 10 representa una vista en perspectiva de una preforma tipica en forma de I (o en forma de H) que se puede producir con el aparato de fabricacion ilustrado en la figura 9.
La figura 11 representa una vista frontal esquematica de una unidad de conformacion preliminar del tipo en C a usar en el aparato de fabricacion ilustrado en la figura 9.
Lista de signos de referencia
B1: porcion de bifurcacion C1: unidad de union Ca1: unidad de transporte Cf1: relleno de esquina
CfB1: material base en bruto para relleno de esquina
CfP4: unidad de conformacion parcial de relleno de esquina
CfPf4: cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar
F1, F1a, F1b: porcion de pestana
FL1: primera unidad de suministro
FL2: segunda unidad de suministro
FBI: primer material base de fibra de refuerzo
FB2: segundo material base de fibra de refuerzo
FCfBI: unidad de suministro de relleno de esquina
FOB3: tercera unidad de suministro
L1: primera tira en capas
L2: segunda tira en capas
L3: tercera tira en capas
OB1: primer material base en bruto
OB2: segundo material base en bruto
OB3: tercer material base en bruto
P1: primera unidad de conformacion parcial
P2: segunda unidad de conformacion parcial
P3: tercera unidad de conformacion parcial
PF1, PF1a, PF1b, PF2: preforma
Pf1: primer cuerpo conformado preliminar
Pf2: segundo cuerpo conformado preliminar
Pf3: tercer cuerpo conformado preliminar
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T1: unidad de recorte
W1: porcion de lamina
6a, 6b: cuerpo conformado preliminar
7d, 7e, 7f, 7g: cuerpo conformado preliminar
8a: preforma
9a: preforma
10a: unidad de suministro de material
20: troquel de conformacion de relleno de esquina
20a: unidad de conformacion de relleno
30: troquel de conformacion parcial
30a: unidad de conformacion parcial
40: troquel de union-conformacion
40a: unidad de union
50: troquel de agarre de preforma
50a: unidad de recorte
60a: unidad de traccion
Descripcion de realizaciones
Algunas realizaciones del proceso de fabricacion de preforma y del aparato de fabricacion de la invencion se describen a continuacion con referencia a dibujos.
Una preforma PF1 a fabricarse finalmente con un aparato (proceso) de fabricacion ilustrado en la figura 1 tiene una seccion transversal en forma de T. Una vista detallada en perspectiva de la preforma se representa en la figura 2.
En la figura 2, la preforma PF1 incluye un primer material base de fibra de refuerzo FBI que tiene, en su seccion transversal, una porcion de lamina Wl y porciones de pestana F1a y F1b que se extienden a ambos lados de la porcion de lamina W1 a traves de una porcion de bifurcacion B1, y un segundo material base de fibra de refuerzo FB2 que se une con el primer material base de fibra de refuerzo FBI conteniendose entre ellos la porcion de bifurcacion B1. Una porcion concava formada a lo largo de la superficie exterior de la porcion de bifurcacion B1 esta cerrada por el segundo material base de fibra de refuerzo FB2 a lo largo de la direccion longitudinal de la preforma PF1 y se ha formado un intervalo en la direccion longitudinal de la preforma PF1. El intervalo se llena con un relleno de esquina Cf1.
Una porcion de pestana F1 de la preforma PF1 incluye las porciones de pestana F1a y F1b y el segundo material base de fibra de refuerzo FB2. La porcion de lamina W1 esta en la direccion vertical con relacion a la porcion de pestana F1 que esta colocada en la direccion horizontal, es decir, a las porciones de pestana F1a y F1b y el segundo material base de fibra de refuerzo FB2 que estan colocados en la direccion horizontal.
En la figura 1, el primer material base de fibra de refuerzo FBI incluye un primer material base en bruto OB1 y un segundo material base en bruto OB2. El primer material base en bruto OB1 incluye una primera tira en capas L1 que incluye multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta en las capas intermedias. El segundo material base en bruto OB2 incluye una segunda tira en capas L2 que incluye multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta en las capas intermedias. El segundo material base de fibra de refuerzo FB2 incluye un tercer material base en bruto OB3.
En la figura 1, el aparato de fabricacion de preforma (proceso) de la invencion incluye una primera unidad (paso) de suministro FL1 que suministra la primera tira en capas L1, una segunda unidad (paso) de suministro FL2 que suministra la segunda tira en capas L2 y una tercera unidad (paso) de suministro FOB3 que suministra el tercer material base OB3.
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Una primera unidad de conformacion parcial (paso) P1 esta dispuesta en el lado situado hacia abajo de la primera unidad (paso) de suministro FL1 para formar la primera tira en capas L1 calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un primer cuerpo conformado preliminar Pf1. Una segunda unidad de conformacion parcial (paso) P2 esta dispuesta en el lado situado hacia abajo de la segunda unidad (paso) de suministro FL2 para conformar la segunda tira en capas L2 calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un segundo cuerpo conformado preliminar Pf2.
Una unidad (paso) de union C1 esta dispuesta en el lado situado hacia abajo de la primera y segunda unidad de conformacion parcial (paso) P1 y P2 y la tercera unidad (paso) de suministro FOB3 para combinar los cuerpos conformados preliminares primero y segundo Pfl y Pf2, que se producen en las unidades de conformacion parcial primera y segunda (pasos) P1 y P2, de modo que formen la porcion de bifurcacion B1 en la preforma PF1, y combinarlos con el tercer material base en bruto OB3 de modo que entre en contacto con la porcion de bifurcacion B1 formada anteriormente, seguido de calentarlos y/o prensarlos en este estado para unirlos y mantener el estado unido para proporcionar una preforma PF1a.
Una unidad (paso) de transporte Ca1 esta dispuesta en el lado situado hacia abajo de la unidad (paso) de union C1 para realizar transporte intermitente de la preforma PF1 producida en la unidad (paso) de union C1.
Los cuerpos conformados preliminares primero y segundo Pf1 y Pf2 se producen en las unidades de conformacion parcial primera y segunda (pasos) P1 y P2 y la preforma PF1 se forma en el paso de union C1 durante los penodos en que el transporte de la preforma PF1 en la unidad (paso) de transporte Ca1 esta suspendido.
La preforma en forma de T PF1 ilustrada en la figura 2 que es producida por el aparato (proceso) de fabricacion ilustrado en la figura 1 incluye realmente materiales base en forma de L Lf1 y Lf2, que tienen secciones transversales bilateralmente simetricas, un segundo material base de fibra de refuerzo en forma de placa plana FB2 y un relleno de esquina Cfl. Los materiales base en forma de L bilateralmente simetricos Lf1 y Lf2 se unen uno con otro en sus pociones de lamina, y se unen ademas con el segundo material base de fibra de refuerzo en forma de placa plana FB2 en la porcion de pestana, y la porcion de bifurcacion B1 de la preforma PF1 se llena del relleno de esquina Cf1.
Ademas, en esta realizacion, el tercer material base en bruto OB3 que forma el segundo material base de fibra de refuerzo en forma de placa plana FB2 incluye multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta en las capas intermedias de la misma manera que en el primer material base en bruto OB1 y el segundo material base en bruto OB2.
Ademas, en esta realizacion, un haz de fibras de refuerzo que forma el relleno de esquina Cfl incluye un haz de fibras de refuerzo que contiene resina adhesiva.
Para fabricar la preforma PF1, el aparato (proceso) de fabricacion de esta realizacion ilustrada en la figura 1 tiene una tercera unidad de conformacion parcial (paso) P3 entre la tercera unidad (paso) de suministro FOB3 y la unidad (paso) de union C1 para formar una tercera tira en capas L3 calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, obteniendo por ello un tercer cuerpo conformado preliminar Pf3.
Ademas, el aparato (proceso) de fabricacion ilustrado en la figura 1 tiene una unidad de conformacion parcial de relleno de esquina (paso) CfP4 entre una unidad de suministro de relleno de esquina (paso) FCfB1, que suministra el haz de fibras de refuerzo conteniendo resina adhesiva (un material base en bruto para relleno de esquina) CfB1, y la unidad (paso) de union C1 para formar el haz de fibras de refuerzo conteniendo resina adhesiva (el material base en bruto para relleno de esquina) CfB1 calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado para obtener un cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4.
Ademas, el aparato (proceso) de fabricacion ilustrado en la figura 1 tiene una unidad de recorte (paso) T1 entre la unidad (paso) de union C1 y la unidad (paso) de transporte Ca1 para quitar partes innecesarias de la preforma PF1a producidas en la unidad (paso) de union C1.
Una unidad de suministro de cinta convencional que sirve para suministro continuo o intermitente de cinta puede ser usada como la primera unidad de suministro FL1, que sirve para sacar el primer material base en bruto OB1 (la primera tira en capas L1), que esta enrollado en un rollo y fijado en un bastidor, y lo suministra a la primera unidad de conformacion parcial P1. Tambien se puede usar una unidad de suministro de cinta similar como la segunda unidad de suministro FL2, la tercera unidad de suministro FOB3 y la unidad de suministro de relleno de esquina FCfB1.
La figura 3 representa una unidad tfpica de conformacion parcial de relleno de esquina CfP4 que produce el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4. En la figura 3, la unidad de conformacion parcial de relleno de esquina CfP4 incluye un troquel de conformacion de relleno de esquina 20. El troquel de conformacion de relleno de esquina 20 incluye un troquel plano 22 fijado en un soporte, asf como un troquel superior derecho 21a y un troquel
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superior izquierdo 21b que estan fijados en la cara superior del troquel plano 22. El troquel superior derecho 21a tiene una cara curvada izquierda 21ac en el borde inferior izquierdo mientras que el troquel superior izquierdo 21b tiene una cara curvada derecha 21bc en el borde inferior derecho. El troquel superior derecho 21a y el troquel superior izquierdo 21b estan en contacto uno con otro de tal forma que la cara curvada izquierda 21ac y la cara curvada derecha 21bc miren una a otra.
La porcion rodeada por la cara superior del troquel plano 22, la cara curvada izquierda 21ac y la cara curvada derecha 21bc constituye un agujero 23 para permitir que el material base en bruto para relleno de esquina (haz de fibras de refuerzo) CfB1 pase a su traves. El material base en bruto para relleno de esquina se usa para producir el relleno de esquina Cf1 que se suministra desde la unidad de suministro de relleno de esquina FCfBl El tamano en seccion transversal del agujero 23 disminuye gradualmente en la direccion de avance del haz de fibras de refuerzo CfB1. El haz de fibras de refuerzo CfB1 suministrado al agujero 23 se conforma dentro del agujero 23 de manera que tenga una seccion transversal prevista adecuada para llenar la porcion de bifurcacion B1, obteniendo por ello un cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4. El troquel de conformacion de relleno de esquina 20 se calienta segun sea preciso para facilitar la produccion del cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4. El calentamiento se puede lograr por medio de un fluido calentado o calor electrico suministrado al troquel.
En esta realizacion, la primera unidad de conformacion parcial P1, la segunda unidad de conformacion parcial P2 y la tercera unidad de conformacion parcial P3 estan unidas a un troquel de conformacion parcial. La figura 4 representa un troquel tfpico de conformacion parcial.
En la figura 4, el troquel de conformacion parcial 30 incluye un troquel central 31 fijado en un soporte, un troquel superior 32 dispuesto encima del troquel central 31 con un intervalo entre ellos, y un troquel inferior 33 dispuesto debajo del troquel central 31 con un intervalo entre ellos. El troquel superior 32 y el troquel central 31 respectivamente tienen una primera cara de conformacion 32L1 para recibir la primera tira en capas L1 y calentarla y/o prensarla, y una segunda cara de conformacion 32L2 para recibir la segunda tira en capas L2 y calentarla y/o prensarla. El troquel inferior 33 y el troquel central 31 respectivamente tienen una tercera cara de conformacion 33L3 para recibir la tercera tira en capas L3 y calentarla y/o prensarla.
Un primer accionador 34a esta fijado en el troquel superior 32 para mover el troquel superior 32 con relacion al troquel central 31, permitiendo que el troquel superior 32 se aleje o aproxime al troquel central 31. Un segundo accionador 34b esta fijado en el troquel inferior 33 para mover el troquel inferior 33 con relacion al troquel central 31, permitiendo que el troquel inferior 33 se aleje o aproxime al troquel central 31. Esta estructura permite mantener el calentamiento y el prensado durante el paso de conformacion parcial y permite abrir el troquel durante el paso de transporte de preforma y material base de fibra de refuerzo. Ademas, un agujero 35 esta dispuesto en la region central del troquel central 31 para permitir que el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4 pase a su traves. El tamano circunferencial del agujero 35 es mayor que el del cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4 para permitir que este ultimo pase a su traves.
Una unidad de calentamiento, que no se representa en el dibujo, esta dispuesta en el troquel central 31, el troquel superior 32 y el troquel inferior 33. En los troqueles, la primera tira en capas L1, la segunda tira en capas L2 y la tercera tira en capas L3 se calientan y prensan para lograr la conformacion parcial de las tiras en capas y ablandar o fundir la resina adhesiva dispuesta en las capas intermedias de modo que la forma se fije como resultado de la adhesion de las capas intermedias, obteniendo por ello un cuerpo conformado preliminar.
La forma del troquel central 31 es tal que su cara superior tiene dos porciones concavas en forma de L (primera cara de conformacion 32L1 y segunda cara de conformacion 32L2) mientras que la cara inferior es un plano plano. El troquel superior 32 tiene dos porciones convexas en forma de L (primera cara de conformacion 32L1 y segunda cara de conformacion 32L2), que forman un intervalo contra las dos porciones concavas en forma de L del troquel central 31 para producir las secciones transversales en forma de L de los componentes Lf1 y Lf2 que constituyen partes de la seccion transversal en forma de T. La cara superior del troquel inferior 33 es un plano plano y forma un intervalo contra la cara inferior del troquel central 31 para producir la seccion transversal de la porcion de placa plana que constituye una parte de la seccion transversal en forma de T.
La figura 5 ilustra una unidad de union tfpica C1. En la figura 5, la unidad de union C1 incluye un troquel de union- conformacion 40 incluyendo componentes unidos. El troquel de union-conformacion 40 incluye un troquel superior izquierdo 41b fijado en un soporte, un troquel superior derecho 41a dispuesto en el lado derecho del troquel superior izquierdo 41b con un intervalo entre ellos, y un troquel inferior 42 dispuesto debajo del troquel superior izquierdo 41b y el troquel superior derecho 41a con un intervalo entre ellos.
El troquel superior derecho 41a y el troquel superior izquierdo 41b respectivamente tienen una primera cara de conformacion 41a1f, que pertenece al troquel superior derecho 41a, y una segunda cara de conformacion 41b1f, que pertenece al troquel superior izquierdo 41b, para recibir y calentar y/o prensar el primer cuerpo conformado preliminar Pf1 y el segundo cuerpo conformado preliminar Pf2.
El troquel superior derecho 41a y el troquel inferior 42 respectivamente tienen una tercera cara de conformacion
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41a2f, que pertenece al troquel superior derecho 41a, y una cuarta cara de conformacion 42af, que pertenece al troquel inferior 42 para recibir y calentar y/o prensar el primer cuerpo conformado preliminar Pf1 y el tercer cuerpo conformado preliminar Pf3.
El troquel superior izquierdo 41b y el troquel inferior 42 respectivamente tienen una quinta cara de conformacion 41b2f, que pertenece al troquel superior izquierdo 41b, y una sexta cara de conformacion 42bf, que pertenece al troquel inferior 42 para recibir y calentar y/o prensar el segundo cuerpo conformado preliminar Pf2 y el tercer cuerpo conformado preliminar Pf3.
Un primer accionador 43a esta dispuesto en el troquel superior derecho 41a para mover el troquel superior derecho 41a con relacion al troquel superior izquierdo 41b mientras que un segundo accionador 43b esta dispuesto en el troquel inferior 42 para mover el troquel inferior 42 con relacion al troquel superior derecho 41a y el troquel superior izquierdo 41b.
Con esta estructura de troquel, los accionadores 43a y 43b permiten que el troquel superior derecho 41a y el troquel inferior 42 se alejen o aproximen mas al troquel superior izquierdo 41b. Esto permite mantener el calentamiento y el prensado durante el paso de conformacion parcial y permite abrir el troquel durante el paso de transporte de preforma y material base de fibra de refuerzo.
Una unidad de calentamiento, que no se representa en el dibujo, esta dispuesta en el troquel superior derecho 41a, el troquel superior izquierdo 41b y el troquel inferior 42. En los troqueles, el primer cuerpo conformado preliminar Pf1, el segundo cuerpo conformado preliminar Pf2 y el tercer cuerpo conformado preliminar Pf3 son calentados y prensados para ablandar o fundir la resina adhesiva en la superficie de cada cuerpo conformado preliminar que tiene su forma parcial de modo que las capas se adhieran una a otra para fijar la forma de cada cuerpo conformado preliminar, seguido de unir estos cuerpos conformados preliminares para obtener una preforma PF1a que tiene una seccion transversal en forma de T.
La figura 6 ilustra una unidad de recorte tfpica T1. En la figura 6, la unidad de recorte T1 incluye un troquel de agarre de preforma 50. El troquel de agarre de preforma 50 en la figura 6 incluye dos troqueles centrales 51a y 51b y un troquel inferior 52. Ademas, el troquel de agarre de preforma 50 tiene mecanismos de recorte 53a, 53b y 53c para quitar partes innecesarias de la preforma PF1a, que se produce en la unidad de union C1, para obtener la preforma PF1 que es el producto final.
El troquel central 51a esta fijado en una base estacionaria, que no se representa en el dibujo, y el troquel central 51b y el troquel inferior 52 estan conectados a un accionador 54a y un accionador 54b, respectivamente, de modo que sean empujados contra o alejados del troquel central 51b. Este movimiento permite agarrar la preforma en forma de T PF1a, recien moldeada en la unidad de union C1.
El troquel central 51a tiene un mecanismo de recorte 53a, mientras que el troquel inferior 52 tiene dos mecanismos de recorte 53b y 53c, incluyendo cada mecanismo de recorte cuchillas de corte rotativas 55a, 55b o 55c. Cada mecanismo de recorte tiene un accionador, que no se representa en el dibujo, para moverlo en la direccion hacia su troquel correspondiente y en la direccion longitudinal de la preforma. Cada troquel, contra el que es empujada la cuchilla de corte rotativa correspondiente, tiene una esterilla de corte 56a, 56b o 56c, que se hace de resina, para asegurar que la fibra de refuerzo a cortar sea empujada firmemente contra la cuchilla cortadora.
Aunque no se ilustra en detalle en el dibujo, la unidad de transporte (unidad de traccion) Ca1 incluye dos o mas troqueles y accionadores para moverlos, como en el caso de la unidad de union C1, y estan configurados de modo que la preforma en forma de T PF1b, que es suministrada desde la unidad de recorte T1, sea agarrada y que todo el mecanismo para agarrar la preforma PF1b pueda ser movido de un lado al otro en la direccion longitudinal de la preforma PF1 por medio de un accionador aC1.
Cada troquel en el troquel de conformacion de relleno de esquina 20, el troquel de conformacion parcial 30 y el troquel de union-conformacion 40 contiene un canal de flujo para el medio de calentamiento, que no se representa en el dibujo, y el troquel se puede ajustar a una temperatura deseada pasando un medio de calentamiento ajustado a dicha temperatura deseada a traves del canal de flujo para lograr calentamiento por contacto de la pieza en el troquel.
A continuacion se describe un proceso para fabricar una preforma en forma de T PF1 representada en la figura 2 en base a usar el aparato para fabricar una preforma de la invencion representado en la figura 1. Como se ilustra en la figura 2, la preforma en forma de T PF1 incluye materiales base en forma de L bilateralmente simetricos Lf1 y Lf2, un material base en forma de placa plana FB2 y un relleno de esquina Cf1.
En primer lugar, se monta un rollo OB1 (el primer material base en bruto) de la primera tira en capas L1, que formara el material base en forma de L Lf1 que es uno de los dos materiales base en forma de L, en la primera unidad de suministro FL1. A continuacion se monta un rollo OB2 (el segundo material base en bruto) de la segunda tira en capas L2, que formara el otro material base en forma de L Lf2, en la segunda unidad de suministro FL2.
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Posteriormente, se monta un rollo OB3 (el tercer material base en bruto) de la tercera tira en capas L3, que formara el material base en forma de placa plana FB2, en la tercera unidad de suministro FOB3. Ademas, se monta un rollo CfB1 (el material base en bruto de relleno de esquina) de un haz de fibras de refuerzo impregnado con una resina adhesiva, que formara el relleno de esquina Cf1, en la unidad de suministro de relleno de esquina FCfBI. Esto completa la preparacion de los materiales base brutos.
Entonces, las tiras en capas L1, L2 y L3 y el haz de fibras de refuerzo CfB1 son sacadas de estos rollos y se pasan por toda la longitud del aparato de fabricacion de preforma para formar un estado inicial. El equipo se pone en marcha despues de formar un estado inicial.
En la unidad de transporte Ca1, las tiras en capas L1, L2 y L3 y el haz de fibras de refuerzo CfB1 existente son agarrados para poder realizar alternativamente las tres operaciones siguientes: una operacion de transporte para empujarlas hacia el lado situado hacia abajo del aparato de fabricacion (a la derecha en la figura 1), una operacion de procesado de cada material base en bruto realizada en el troquel de conformacion parcial 30 (vease la figura 4) y el troquel de union-conformacion 40 (vease la figura 5) durante penodos de suspension de transporte, y una operacion de procesado de preforma realizada en el troquel de agarre de preforma 50 (vease la figura 6) en la unidad de recorte.
Mediante estas operaciones, la preforma PF1 que tiene una seccion transversal en forma de T se produce paso a paso en la direccion hacia abajo, y la produccion de preforma en un estado estacionario empieza cuando todas las tiras de material han llegado al final del equipo.
A continuacion se describe el flujo de los pasos de procesado de material, de arriba abajo. El haz de fibras de refuerzo CfB1 sacado del rollo de relleno de esquina por la fuerza de traccion de la unidad de transporte Ca1 dispuesta en el extremo situado hacia abajo avanza a traves del agujero 23 que tiene una seccion transversal correspondiente a la del relleno de esquina a conformar en el troquel de conformacion de relleno de esquina 20 (vease la figura 3). El troquel superior derecho 21a, el troquel superior izquierdo 21b y el troquel plano 22 son calentados por el medio de calentamiento que fluye en cada troquel.
El agujero 23 tiene una seccion transversal mas grande en su lado de entrada y es procesado en su porcion interior con el fin de producir un relleno de esquina que tiene una forma deseada en seccion transversal para llenar la porcion de bifurcacion en forma de T. Cuando el haz voluminoso de fibras de refuerzo CfB1 es prensado y calentado mientras pasa a traves del agujero 23, la resina termoplastica contenida se ablanda y deforma y el haz de fibras de refuerzo CfB1 es procesado de manera que tenga la misma forma en seccion transversal que la del relleno de esquina previsto. Despues de salir del troquel de conformacion de relleno de esquina (unidad de conformacion preliminar) 20, el haz de fibras de refuerzo CfB1 procesado se puede enfriar a temperatura ambiente y fijar manteniendo al mismo tiempo la forma procesada que sera el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4.
De esta forma, la operacion en una etapa precoz para regular la seccion transversal del relleno de esquina a la de la forma final prevista sirve para permitir que el relleno sea alimentado a la posicion apropiada evitando que el material de relleno sea expulsado de la porcion curvada a una porcion recta y evitando tambien que la posicion del relleno se desplace haciendo que su densidad no sea uniforme cuando el relleno se una con otros cuerpos conformados preliminares en la unidad de union posterior C1.
Por otra parte, las tiras en capas L1, L2 y L3 son sacadas de los respectivos rollos y luego introducidas al troquel de conformacion parcial 30 (vease la figura 4). Aqrn, el troquel central 31, el troquel superior 32 y el troquel inferior 33 son calentados por el medio de calentamiento que fluye dentro de ellos. El troquel superior 32 y el troquel inferior 33 son movidos por el accionador 34a y 34b, respectivamente, mientras los troqueles estan abiertos, y luego se prensan las tiras en capas L1, L2 y L3 en los troqueles cuando se cierran.
Al mismo tiempo, se suministra calor desde los troqueles para calentarlos y este estado se mantiene durante un penodo de tiempo espedfico. Mientras se mantienen en tal estado de prensado y calentamiento, las tiras en capas L1, L2 y L3 no solamente se deforman a la misma forma que los respectivos troqueles, sino que tambien aumentan el porcentaje de volumen de fibra. De esta forma, cada tira llega a un porcentaje de volumen de fibra que es equivalente o casi el mismo que el de las porciones en forma de L y en forma de placa plana previstas que constituiran la porcion de la preforma que tendra una seccion transversal en forma de T.
Cuando la resina termoplastica contenida en las capas intermedias en cada tira en capas se ablanda y deforma, las capas de telas de fibra de refuerzo que constituyen la tira en capas se adhieren una a otra, y se mantienen en un estado prensado.
El troquel superior 32 y el troquel inferior 33 se abren por medio del accionador 34a y 34b despues de mantener la tira en el troquel de conformacion 30 durante un penodo de tiempo espedfico. La tira en capas procesada es enviada hacia abajo de nuevo por la unidad de transporte Ca1 y se deja enfriar de modo que la resina termoplastica dentro de la tira cure manteniendo la forma formada. A partir de las tiras en capas L1, L2 y L3 se producen los
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cuerpos conformados preliminares en forma de L Pf1 y Pf2 y el cuerpo conformado preliminar en forma de placa plana Pf3, que constituyen respectivamente partes de la seccion transversal en forma de T.
En los casos donde se ha aplicado resina adhesiva (resina termoplastica) sobre la cara de union de las tiras en capas, como en las capas intermedias, para dejar que los cuerpos conformados preliminares se unan facilmente en el paso de union posterior, los cuerpos conformados preliminares pueden adherirse al troquel central 31 por la funcion adhesiva de la resina cuando los cuerpos conformados preliminares son sacados del troquel de conformacion despues de completar el prensado y la apertura del troquel. Para evitar este fenomeno, se recomienda aplicar previamente un agente de liberacion tal como politetrafluoroetileno (Teflon (marca comercial registrada)) sobre al menos la superficie del troquel central 31.
Ademas, si se facilita una boquilla que alimenta aire al intervalo entre los cuerpos conformados preliminares y el troquel central 31 para facilitar su liberacion por la accion de un flujo de aire a alta velocidad suministrado entre los cuerpos conformados preliminares y el troquel central 31, tal flujo de aire servira efectivamente para evitar el dano de los cuerpos conformados preliminares y acelerar el enfriamiento, permitiendo por ello que el estado de prensado se mantenga firmemente.
En cambio, se puede producir una tira en capas con una hoja de desprendimiento (papel de desprendimiento) que se usa se ordinario en el campo de moldeo de una resina, etc, dispuesta entre la tira en capas y el troquel de conformacion, y la hoja de desprendimiento se puede quitar despues de haber sacado la tira en capas producida del troquel de conformacion.
El troquel de conformacion parcial 30 representado en la figura 4 tiene una estructura que sirve para producir un total de tres cuerpos conformados preliminares, a saber, dos en forma de L en la cara superior del troquel central 31 y uno en forma de placa plana en la cara inferior del troquel central 31, por un solo movimiento de prensado en la direccion vertical. Esto hace posible usar un troquel de conformacion que tenga una estructura simple, reducir el costo de equipo, y minimizar el area superficial total de los troqueles. Esto sirve para aumentar la eficiencia termica del medio de calentamiento para el control de la temperatura de los troqueles.
Ademas, el agujero 35 esta dispuesto en el centro del troquel central 31 en el troquel de conformacion parcial 30 que se representa en la figura 4. El cuerpo conformado preliminar CfPf4 para el relleno de esquina que se produce en la unidad de conformacion parcial de relleno de esquina CfP4 pasa a traves del agujero 35 antes de llegar a la unidad de union C1. El agujero 35 a traves del que pasa el cuerpo conformado preliminar CfPf4 para el relleno de esquina dispuesto en el troquel de conformacion parcial 30 sirve para suministrar el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4, que se ha puesto ngido por la operacion de conformacion preliminar, a la unidad de union C1 sin curvarlo a la fuerza.
Esto hace posible mantener la rectitud del cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4 durante la operacion final para obtener una preforma en forma de T. Al disenar el equipo, ademas, un recorrido para el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar CfPf4 dispuesto en el troquel de conformacion sirve para minimizar la distancia entre los elementos para procesar los dos componentes en forma de L. Esto sirve para minimizar el grado de la fuerza de curvatura que se aplica a los cuerpos conformados preliminares en forma de L completados Pf1 y Pf2 enviados a la unidad de union C1. Como resultado, se puede reducir el dano de los cuerpos conformados preliminares Pf1 y Pf2 durante el proceso de fabricacion.
Entonces, cuando los cuerpos conformados preliminares resultantes Pf1, Pf2, Pf3 y CfPf4 son transportados hacia abajo, se juntan formando una seccion transversal en forma de T. En la presente realizacion, los cuerpos conformados preliminares Pf1 y Pf2 que forman las porciones en forma de L se retuercen en las direcciones opuestas 45° alrededor del eje longitudinal y simultaneamente se curvan cambiando la direccion de avance. Finalmente, los dos cuerpos conformados preliminares en forma de L Pf1 y Pf2 se combinan espalda con espalda con sus porciones perpendiculares (porciones de lamina) en contacto una con otra, y el cuerpo conformado preliminar en forma de placa plana Pf3 se anade a la porcion horizontal, seguido de alimentar el cuerpo conformado preliminar de relleno de esquina CfPf4 al intervalo en la porcion de bifurcacion central e introducirlo en la unidad de union C1.
En este punto, el troquel superior derecho 41a, el troquel superior izquierdo 41b y el troquel inferior 42 del troquel de union-conformacion 40 (vease la figura 5) en la unidad de union estan abiertos. Los intervalos perpendiculares y horizontales entre los componentes de troquel que sirven para producir la seccion transversal en forma de T no deberan ser demasiado grandes y deberan ser preferiblemente de 1,2 a 1,5 veces el grosor total de los cuerpos conformados preliminares combinados. Tales intervalos pueden servir para permitir que los cuerpos conformados preliminares introducidos lleguen a la posicion apropiada y ajusten sus formas, y tambien sirven para minimizar el dano que se pueda producir por abrasion con los troqueles cuando se introduzcan los cuerpos conformados preliminares.
Cuando los cuerpos conformados preliminares se combinan con materiales base de fibra de refuerzo en un paso de union en otra realizacion, los intervalos en el troquel deberan ser preferiblemente de aproximadamente 1,1 a 1,5
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Despues de que los cuerpos conformados preliminares han sido introducidos al troquel de union-conformacion 40, el accionador 43a opera primero para mover el troquel central 41a para prensar la porcion de lamina de la forma en T y luego el accionador 43b opera para mover el troquel inferior 42 para prensar la porcion de pestana de la forma en T. El troquel es calentado por el medio de calentamiento que fluye en el para poder mantener los cuerpos conformados preliminares en un estado simultaneamente prensado y calentado durante un tiempo espedfico.
Realizando esta operacion de prensado y calentamiento y manteniendo dicho estado, la resina termoplastica aplicada sobre la superficie de cada cuerpo conformado preliminar se ablanda realizando su funcion de adhesion para unir los cuerpos conformados preliminares y al mismo tiempo el porcentaje de volumen de fibra de los cuerpos conformados preliminares aumenta bajo compresion, logrando por ello un porcentaje de volumen de fibra que es casi equivalente al del producto que tiene una seccion transversal en forma de T.
Despues de mantener este estado durante un penodo de tiempo espedfico, el troquel central 41a y el troquel inferior 42 son movidos por los accionadores 43a y 43b, respectivamente, para abrir el troquel. Entonces, los cuerpos conformados preliminares procesados son transportados hacia abajo de nuevo por la unidad de transporte Ca1 y se pueden enfriar despues de salir del troquel, y la resina termoplastica contenida dentro se cura para mantener la forma, produciendo por ello la preforma PF1a.
La preforma PF1a producida en la unidad de union C1 es transportada mas hacia abajo e introducida en la unidad de recorte T1. En el troquel de agarre de preforma 50 en la unidad de recorte T1, el accionador 54a opera primero para mover el troquel central 51a para agarrar la porcion de lamina en forma de T y luego el accionador 54b opera para mover el troquel inferior 52 para agarrar la porcion de pestana en forma de T. Posteriormente, los mecanismos de recorte 53a, 53b y 53c empiezan a funcionar para que los accionadores que no se representan en el dibujo empujen las cuchillas de corte rotativas 55a, 55b y 55c contra los bordes de la preforma PF1a, y al mismo tiempo se muevan en la direccion longitudinal de la preforma PF1a para cortar los bordes de la preforma PF1a.
Entonces, las cuchillas rotativas cortadoras 55a, 55b y 55c se alejan de la preforma PF1a y vuelven a sus posiciones originales, y los accionadores 54a y 54b opera para mover el troquel central 51a y el troquel inferior 52, respectivamente, para abrir los troqueles. La preforma PF1b recortada es transportada hacia abajo de nuevo por la unidad de transporte Ca1.
Finalmente, la preforma PF1b recortada es transportada mas hacia abajo y agarrada por el mecanismo de agarre de preforma contenido en la unidad de transporte Ca1. El accionador AC1 acciona entonces el mecanismo de agarre de preforma en la unidad de transporte Ca1 para agarrar la preforma PF1b, y el mecanismo se desplaza hacia abajo manteniendo la preforma. Aqrn, la preforma PF1b se libera y el accionador AC1 opera de nuevo para mover el mecanismo de agarre de preforma hacia arriba, dejando que la preforma PF1b en el lado situado hacia abajo proporcione la preforma completada PF1. Repitiendo este movimiento, la preforma completada PF1 es enviada hacia abajo. Este proceso de fabricacion secuencial continua sin interrupcion para producir la preforma PF1 que tiene una seccion transversal en forma de T a condicion de que se suministren los materiales base brutos.
La figura 9 representa una vista en perspectiva de otra realizacion del aparato para fabricar una preforma de la invencion que es diferente de la representada en la figura 1. Aunque la realizacion ilustrada en la figura 1 representa un aparato para producir una preforma que tiene una seccion transversal en forma de T, la realizacion representada en la figura 9 representa un aparato para producir una preforma que tiene una seccion transversal en forma de I.
En la figura 9, el aparato para fabricar una preforma que tiene una seccion transversal en forma de I incluye una unidad de suministro de material 10a, una unidad de conformacion de relleno 20a, una unidad de conformacion parcial 30a, una unidad de union 40a, una unidad de recorte 50a y una unidad de traccion 60a que estan colocadas de arriba abajo en este orden.
La figura 10 representa una vista en perspectiva de una preforma tfpica que tiene una seccion transversal en forma de I. La preforma PF2 dada en la figura 10 incluye dos porciones en forma de C 70a y 70b, cada una de las cuales se produce procesando tira en capas de telas de fibra de refuerzo, dos porciones en forma de placa plana 2a y 2b, y rellenos de esquina 3a y 3b para llenar los intervalos formados en el lado circunferencial de las regiones curvadas. Como en el caso de la parte en forma de T representada en la figura 2, la parte perpendicular y la parte horizontal de la preforma PF2 representada en la figura 10 se denominan porcion de lamina y porcion de pestana, respectivamente.
La unidad de suministro de material 10a sujeta cuatro rollos de tira en capas 11d, 11e, 11f y 11g que sirven como fuentes de suministro de las tiras en capas que forman las dos porciones en forma de C 70a y 70b y las dos porciones de placa plana 2a y 2b, y rollos de material de relleno 12a y 12b que actuan como fuentes de suministro
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de haces de fibras de refuerzo que forman los dos rellenos de esquina 3a y 3b.
Un troquel de conformacion preliminar en la unidad de conformacion de relleno 20a tiene dos agujeros, teniendo cada uno una forma que corresponde a la seccion transversal del relleno de esquina a usar para llenar cada una de las dos porciones de bifurcacion en la preforma final que tiene una seccion transversal en forma de I. Estos dos agujeros deberan estar situados preferiblemente en posiciones apropiadas de tal forma que sus ejes coincidan con los de los rellenos de esquina en la unidad de union 40a colocada hacia abajo.
La unidad de conformacion parcial 30a incluye cuatro unidades de conformacion preliminares incluyendo dos unidades de conformacion preliminares en forma de C 71a y 71b, cada una de las cuales consta de troqueles pareados que forman un intervalo que tiene una seccion transversal en forma de C, y dos unidades de conformacion preliminares de placa plana 72a y 72b, cada una de las cuales consta de troqueles pareados que forman un intervalo que tiene una seccion transversal recta.
Las unidades de conformacion preliminares en forma de C 71a y 71b tienen la misma forma. La figura 11 representa la seccion transversal de la unidad de conformacion preliminar en forma de C 71a, una del par. En la figura 11, un troquel interior 711 colocado dentro del intervalo en forma de C esta rodeado por un troquel central 712 y dos troqueles laterales 713a, 713b, con una placa fina en forma de C 714 mantenida entre ellos. El troquel interior 711 esta fijado en una base estacionaria que no se representa en el dibujo. El troquel central 712 y los troqueles laterales 713a y 713b estan conectados a accionadores 715, 716a y 716b, respectivamente. Esto permite que el troquel central 712 y los troqueles laterales 713a y 713b se alejen y aproximen mas al troquel interior 711. De esta forma se aplica y quita la fuerza para prensar las tiras en capas en la unidad de troquel.
Los troqueles de conformacion contenidos en la unidad de union 40a estan configurados de modo que el intervalo formado entre los troqueles pareados tenga una seccion transversal en forma de I.
Cada troquel en la unidad de conformacion de relleno 20a, la unidad de conformacion parcial 30a y la unidad de union 40a contiene una estructura para circulacion de un medio de calentamiento para realizar el control de temperatura como en el caso de la realizacion ilustrada en la figura 1. Esto permite ajustar los troqueles a una temperatura requerida para conformacion. Los troqueles en la unidad de conformacion parcial 30a y la unidad de union 40a son alejados y aproximados uno a otro por medio de accionadores que no se representan en el dibujo, permitiendo que el material introducido se caliente y/o prense.
Como en la realizacion representada en la figura 1, la unidad de recorte 50a tiene un mecanismo de recorte para regular la forma del borde de la preforma producida.
La unidad de traccion 60a tiene un mecanismo de agarre de preforma para mantener la preforma en forma de I. Ademas, la unidad de traccion 60a tiene un accionador 61a para mover todo el mecanismo de agarre de preforma de un lado al otro en la direccion longitudinal de la preforma.
En los casos donde el aparato de fabricacion de preforma representado en la figura 9 se usa para producir la preforma en forma de I representada en la figura 10, los cuatro rollos de tira en capas 11d, 11e, 11f y 11g y los dos rollos de material de relleno de esquina 12a y 12b se montan primero en la unidad de suministro de material 10a. Los materiales usados son los mismos que los de la realizacion representada en la figura 1.
El flujo del procesado de material se describe a continuacion de arriba abajo. En primer lugar, los haces de fibra de refuerzo 5a y 5b expulsados de los rollos de material de relleno 12a y 12b pasan a traves de los agujeros en la unidad de conformacion de relleno 20a, que tienen la misma forma en seccion transversal que los rellenos de esquina a producir, y simultaneamente experimentan calentamiento y prensado para obtener cuerpos conformados preliminares 6a y 6b que tienen la misma forma en seccion transversal que el relleno de esquina previsto.
Las tiras en capas 4d, 4e, 4f y 4g sacadas de los rollos de tira en capas 11d, 11e, 11f y 11g son introducidas a la unidad de conformacion parcial 30a. Aqrn, las tiras en capas 4d y 4e son calentadas y prensadas en las unidades de conformacion preliminares de placa plana 72a y 72b, y ese estado se mantiene para obtener cuerpos conformados preliminares en forma de placa plana 7d y 7e. Las tiras en capas 4f y 4g son calentadas y prensadas en las unidades de conformacion en forma de C 71a y 71b, y ese estado se mantiene para obtener cuerpos conformados preliminares en forma de C 7f y 7g.
Como se representa en la figura 11, en la unidad de conformacion en forma de C, el troquel central 712 y los troqueles laterales 713a y 713b que son movidos por medio de los accionadores 715, 716a y 716b para prensar una tira en capas 4f contra el troquel interior 711 con una placa fina 714 mantenida entre ellos. En este paso, el orden de movimiento del troquel central 712 y los troqueles laterales 713a y 713b es tal que el troquel central 712 se mueva primero seguido de los troqueles laterales 713a y 713b. Esto puede evitar las arrugas que pueden resultar de la diferencia entre las circunferencias interior y exterior que tiene lugar cuando se curva la tira en capas 4f.
La existencia de la placa fina 714 sirve para evitar que la tira en capas 4f sea expulsada al intervalo entre el troquel
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central 712 y los troqueles laterales 713a y 713b. No hay limitaciones espedficas acerca del tipo de material y el grosor de la placa fina 714 a condicion de que sean de material flexible que se pueda poner adecuadamente en el troquel y de que la tira en capas 4f se pueda prensar uniformemente. Con respecto a las propiedades de durabilidad y desprendimiento, la placa fina 714 debera ser preferiblemente una placa de acero con un grosor de aproximadamente 0,07 a 0,15 mm que se recubra con una resina a base de fluor.
Los cuerpos conformados preliminares 6a, 6b, 7d, 7e, 7f y 7g son transportados a la unidad de union posterior 40a donde se juntan formando una preforma que tiene una seccion transversal en forma de I. Durante este paso en esta realizacion, los cuerpos conformados preliminares 7f y 7g, en particular, que forman la porcion en forma de C son expulsados de la unidad de conformacion en forma de C con su parte abierta mirando hacia arriba, pero se tienen que girar a un lado antes de llegar a la unidad de union 40a de modo que la parte abierta llegue a la posicion lateral de la preforma en forma de I. Asf, los cuerpos conformados preliminares 7f y 7g se giran 90° en las direcciones opuestas alrededor de la direccion longitudinal, y al mismo tiempo se aproximan uno a otro y curvan cambiando la direccion de avance.
Mientras tanto, los cuerpos conformados preliminares de relleno de esquina 6a y 6b son enviados a la unidad de union 40a sin ser danados por la curvatura en este paso si el eje del agujero en la unidad de conformacion de relleno 20a coincide con el del relleno de esquina en la unidad de union 40a como se ha descrito previamente.
Y finalmente, los dos cuerpos conformados preliminares en forma de C 7f y 7g se combinan, espalda con espalda, en sus regiones centrales, y los cuerpos conformados preliminares en forma de placa plana 7d y 7e se combinan con las regiones horizontales superior e inferior, seguido de introducirlos en la unidad de union 40a, llenandose los intervalos en las esquinas con los cuerpos conformados preliminares 6a y 6b, que ya han sido procesados de manera que tengan la forma en seccion transversal del relleno de esquina previsto.
Entonces, en la unidad de union 40a, primero se fija la porcion de lamina en forma de I, seguida de la porcion de pestana en forma de I, y se mantienen en un estado prensado y/o calentado para obtener una preforma 8a que tiene la misma forma en seccion transversal en forma de I que el producto final a excepcion de la longitud de los bordes.
Posteriormente, los bordes de la preforma 8a se recortan en la unidad de recorte 50a para quitar las partes innecesarias, como en el caso de la realizacion representada en la figura 1, para obtener una preforma de bordes recortados 9a que tiene una forma en seccion transversal prevista. La preforma de bordes recortados 9a es enviada hacia abajo a traves de la unidad de traccion 60a para permitir la produccion continua de una preforma PF2 que tiene una forma en seccion transversal en forma de I.
Las preformas PF1 y PF2 producidas en la realizacion anterior se usan entonces como material de fibra de refuerzo para reforzar resina en un proceso de fabricacion de plastico reforzado con fibra. Por lo general, una preforma se corta a una longitud requerida y se inyecta una resina de matriz a la preforma, seguido de curar la resina inyectada para obtener plastico reforzado con fibra (FRP).
Anteriormente se han descrito dos realizaciones con referencia a la figura 1 y la figura 9, pero la invencion no se limita a estas realizaciones. La existencia del paso de conformacion parcial y el paso de union en un proceso continuo es la caractenstica esencial del metodo de produccion continua de una preforma que tiene alta rectitud de fibra de refuerzo, es de densidad uniforme de la fibra de refuerzo en la preforma y carece de arrugas.
El punto importante de la invencion es el siguiente: la tira de fibra de refuerzo en capas es calentada y prensada en el paso de conformacion parcial; se mantiene en dicho estado de modo que las capas intermedias de resina y otros componentes de resina contenidos en la tela de fibra de refuerzo, junto con la fibra de refuerzo propiamente dicha en algunos casos, se ablanden y puedan fluir para reducir el volumen, produciendo por ello un cuerpo conformado preliminar que tiene una forma parcial adecuadamente acabada equivalente a la parte correspondiente de la seccion transversal final; y el cuerpo conformado preliminar se une con otros cuerpos conformados preliminares u otros materiales base de fibra de refuerzo en el paso de union para obtener una preforma completa.
Este punto se describe con mas detalle mas adelante. Por ejemplo, si, en el proceso de produccion de preforma en forma de T en la realizacion anterior, una tira en capas incluyendo tres capas de telas de fibra de refuerzo es prensada en la unidad de union (troquel de union-conformacion 40) representado en la figura 5 sin procesarla a un cuerpo conformado preliminar, se produciran arrugas a causa de la diferencia entre las longitudes en el interior y el exterior de la tira en capas que tiene lugar a lo largo de la lmea donde la tira en capas se curva para formar la porcion de lamina y la porcion de pestana que se extienden en direcciones diferentes, aunque el relleno de esquina haya sido procesado en un cuerpo conformado preliminar.
Las arrugas que pueden producirse en tales condiciones se ilustran en el diagrama esquematico en la figura 7. En la figura 7, tres tiras en capas voluminosas 81a, 81b y 81c antes de un paso de prensado estan dispuestas entre troqueles como se representa en el estado S1 donde las capas de tela de fibra de refuerzo se mantienen rectas. Entonces, se prensa una porcion de lamina 81W segun se ve en el estado S2. Cuando una porcion de pestana 81F es prensada posteriormente, la compresion de la tira en capas dara lugar a una longitud excedente en el elemento
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circunferencial en la region donde la tira se curva como se representa en el estado S3. Asf, las arrugas Wr se producen en el estado S3.
El paso de conformacion parcial de la invencion es esencial para evitar que se produzcan dichas arrugas. En particular, las arrugas pueden resultar facilmente de la diferencia entre las circunferencias interior y exterior que tiene lugar en la region donde la tira en capas se curva a/de una porcion de bifurcacion en la seccion transversal. Para evitar la formacion de estas arrugas lo mas efectivamente posible, un material base que formara una porcion de bifurcacion en la seccion transversal de una preforma debera ser procesado adecuadamente para obtener dicha forma en seccion transversal que tiene una porcion de bifurcacion antes de unirse con otros materiales base para producir una preforma.
La porcion de bifurcacion se define como la region donde la porcion de lamina y la porcion de pestana se cruzan formando una seccion transversal en forma de T, en forma de Y o en forma de cruz. Asf, la presente invencion es especialmente efectiva para producir una preforma que tiene una seccion transversal que tiene una porcion de bifurcacion. La figura 8 representa siete preformas que tienen una porcion de bifurcacion.
Una preforma PF3 representada en la figura 8, que es la misma que la preforma PF1 representada en la figura 2, tiene una porcion de bifurcacion B3. Una preforma PF4, que es la misma que la preforma PF2 representada en la figura 10, tiene porciones de bifurcacion B4 y B5. Una preforma PF5, en la que el extremo superior de la porcion de lamina esta curvado a la derecha, tiene una porcion de bifurcacion B6. Una preforma PF6 tiene una seccion transversal en forma de cruz que tiene una porcion de bifurcacion B7. Una preforma PF7 es una combinacion de preformas en forma de T y en forma de I que tienen porciones de bifurcacion B8 y B9. Una preforma PF8 es una combinacion de preformas en forma de T unidas en paralelo una con otra que tienen porciones de bifurcacion B10 y B11. Una preforma PF9, en que la parte superior de la porcion de lamina esta curvada a la derecha y la parte de extremo esta curvada hacia arriba, tiene una porcion de bifurcacion B12.
Despues de calentarse y prensarse en el paso de conformacion parcial, la tira en capas es procesada para mantener la forma resultante de modo que se pueda comprimir para formar un cuerpo conformado preliminar que tenga un porcentaje incrementado en volumen de fibra (Vpf). Esta compresion debera realizarse preferiblemente en la medida en que una seccion transversal del cuerpo conformado preliminar este cerca de la seccion transversal final, o que su porcentaje de volumen de fibra (Vpf) esta cerca o sea el mismo que el de la preforma que sale del paso de union. Tal grado de compresion de la tira en capas sirve para evitar que en el paso de union se formen las arrugas descritas anteriormente.
Sin embargo, en terminos de la capacidad de procesado del aparato para la produccion continua de preformas, el factor que determina la velocidad de procesado del aparato es el tiempo de retencion en cada paso necesario para disminuir el volumen de la tira en capas por calentamiento y prensado. Se necesita un tiempo de retencion largo en el paso de conformacion parcial para que el paso de conformacion parcial pueda lograr un porcentaje de volumen de fibra (Vpf) casi igual al del tiempo de terminacion del paso de union, mientras que el paso de union puede terminar en un tiempo de retencion muy corto requerido para adherir cada cuerpo conformado preliminar. Por lo tanto, la capacidad de procesado general depende del tiempo de retencion largo en el paso de conformacion parcial, pero esto no es eficiente. Y origina un problema serio cuando el porcentaje final previsto de volumen de fibra (Vpf) es relativamente alto, por ejemplo, 40% o mas, o cuando la tira en capas contiene una gran cantidad de resina de capa intermedia.
Una forma efectiva de resolver este problema es controlar el porcentaje de volumen de fibra (Vpf) en el paso de conformacion parcial a un nivel que sea relativamente bajo, pero que no tenga influencia adversa en el paso de union posterior, seguido de lograr el porcentaje final previsto en volumen de fibra (Vpf) en el paso de union. Tal nivel de porcentaje de volumen de fibra (Vpf) que es relativamente bajo, pero que no tendra influencia adversa debera cumplir preferiblemente la ecuacion siguiente:
0,95 > o/p > 0,6
o mas preferiblemente
0,95 > a/p > 0,8
Donde ay p representan el Vpf del cuerpo conformado preliminar y el de la preforma, respectivamente.
Asf, si el Vpf del cuerpo conformado preliminar se controla a aproximadamente 60% a 95%, mas preferiblemente de 80% a 95%, del de la preforma, el trabajo de comprimir las tiras en capas puede compartirse entre los dos pasos para conformacion parcial y union para evitar que cualquier paso consuma un tiempo excesivamente largo, minimizando por ello el tiempo de procesado general del aparato de fabricacion. Y esto sirve muy efectivamente para evitar arrugas y distribuciones de densidad no uniformes en la fibra de refuerzo en el paso de union.
Para medir el porcentaje de volumen de fibra (Vpf), en primer lugar, hay que medir un grosor de una muestra
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medida, es dedr, un material base en bruto de un material base de fibra de refuerzo, una tira en capas o un cuerpo conformado preliminar. El grosor de la muestra a medir se mide a una presion de 101,3 kPa aplicada en la direccion vertical a la superficie de la muestra a medir. El metodo usado para aplicar la presion puede ser envolver la muestra a medir con una hoja, tal como una pelfcula, seguido de evacuacion para aplicar presion de aire, o poner la muestra a medir entre una placa plana y una placa de presion (por ejemplo, un disco de 25 mm de diametro), seguido de aplicar a la placa de presion una fuerza adecuada que depende del tamano de la placa de presion. Los datos relativos al grosor y al porcentaje de volumen de fibra (Vpf) dados en la presente memoria descriptiva se basan en mediciones realizadas por el metodo de evacuacion.
Al realizar la invencion, no es necesario llevar a cabo conformacion parcial de todas las partes como se ha descrito en las realizaciones anteriores. En el caso de una preforma que tenga una seccion transversal en forma de T, por ejemplo, un material base parcial que no tenga una porcion curvada, tal como una porcion en forma de placa plana a combinar con una porcion de pestana, puede no experimentar un paso de conformacion parcial, pero puede ser usado en la forma de la tira en capas original y unirse con una porcion en forma de L conformada parcialmente. Asf, al menos una porcion que constituira una parte importante de la preforma final en terminos de rectitud de la fibra de refuerzo y uniformidad de la densidad puede procesarse a un cuerpo conformado preliminar y luego unirse no solamente con otros cuerpos conformados preliminares, sino tambien con otros materiales base de fibra de refuerzo en los que no se haya formado una forma parcial.
El segundo material base de fibra de refuerzo a unir con el primer material base de fibra de refuerzo para formar una preforma puede no ser necesariamente una tira en capas incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas como las usadas en las realizaciones anteriores, sino que puede ser una tira en capas que no tenga resina adhesiva entre las telas de fibra de refuerzo en capas, una simple lamina de tela de fibra de refuerzo, o una varilla o un tubo de una tela de fibra de refuerzo, segun sea el caso.
Se usa una resina termoplastica en las realizaciones anteriores como la resina adhesiva dispuesta en las capas intermedias de la tira en capas o aplicada sobre su superficie segun sea el caso, incluyendo tales resinas termoplasticas, por ejemplo, una resina de poliolefina, resina a base de estireno, resina de poliamida y resina de poliuretano. La resina adhesiva tambien puede ser una resina termoestable tal como, por ejemplo, una resina epoxi, resina fenolica o resina de poliester insaturado. Sin embargo, la resina adhesiva debera funcionar como un adhesivo cuando se caliente. Con respecto a su manejo a temperatura ordinaria, la resina adhesiva debera tener preferiblemente una temperatura de transicion vftrea (Tg) en el rango de aproximadamente 30 a 100°C. Tales resinas pueden usarse como la resina adhesiva contenida en el haz de fibras de refuerzo para el relleno de esquina.
La resina adhesiva puede estar en forma de fibra, partfcula o emulsion. La resina adhesiva puede no estar necesariamente en las capas intermedias en las telas de fibra de refuerzo en capas, sino que puede estar dispersada aleatoriamente dentro de la tela de fibra de refuerzo. Cuando se usa una resina adhesiva en forma de fibra, la fibra de resina adhesiva puede alinearse en el haz de fibras de refuerzo, usarse como hilos auxiliares insertados como urdimbres y/o tramas a una tela tejida, usarse como hilos cosidos insertados a traves de multiples capas de telas de fibra de refuerzo. No hay limitaciones espedficas en la forma de la resina adhesiva si las capas intermedias pueden adherirse por calentamiento y prensado.
No hay limitaciones espedficas al tipo de la fibra de refuerzo que constituye la tela de fibra de refuerzo y el relleno de esquina. Las fibras de refuerzo utiles incluyen, por ejemplo, fibra de carbono, fibra de vidrio, fibra organica (tal como fibra de aramida, fibra de poliparadenilen benzobisoxazol, fibra de fenol, fibra de polietileno, fibra de alcohol polivimlico), fibra de metal, fibra ceramica, y sus combinaciones. En particular, la fibra de carbono tiene alta resistencia espedfica, modulo espedfico y resistencia a la absorcion de agua, y por lo tanto es preferible como material para elementos estructurales de aviones y automoviles que requieren altas caractensticas mecanicas.
No hay limitaciones espedficas a la forma de la tela de fibra de refuerzo si incluye fibras de refuerzo dispuestas al menos en una direccion. Las formas utiles de tela de fibra de refuerzo incluyen tela tejida, tejido de punto, tejido trenzado, tela no tejida, lamina de fibra unidireccional, que incluye fibras de refuerzo dispuestas en una direccion y morfologicamente estabilizadas con un ligante, tela no tejida del tipo de union por fusion o hilo de coser, y hoja multiaxial, que incluye hojas de fibras unidireccionales laminadas con sus direcciones de fibras dispuestas desplazadas una de otra. En particular, las preformas usadas para producir elementos estructurales de equipo de transporte, tal como aviones en particular, tienen que tener altas caractensticas mecanicas (resistencia a la compresion en particular). Para cumplir este requisito, se prefieren en especial hojas de tela unidireccional y de tela unidireccional combinada porque pueden lograr alta rectitud de fibra de refuerzo y un alto porcentaje de volumen de fibra (Vpf).
Para el suministro de una tira en capas, la tira en capas debera estar preferiblemente en forma de rollo, si es posible como en las realizaciones anteriores, porque los rollos son de tamano pequeno y adecuados para almacenamiento de tiras largas. Si la tira en capas es gruesa a causa de la inclusion de muchas capas de tela de fibra de refuerzo, la tira en capas se deforma cuando se enrolla produciendo una diferencia en la longitud circunferencial de las capas, dando lugar a resbalamiento entre ellas. Si las capas intermedias de la tira en capas se adhieren en algunos puntos,
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se pueden quitar, haciendo imposible mantener la tira en capas en el estado previsto. Tal tira en capas debera almacenarse preferiblemente en un recipiente plano tal como bandeja sin ondularla. Si cada capa de tela de fibra de refuerzo que constituya la tira en capas tiene forma de rollo, se puede usar varios rollos de capa unica, cuyo numero sea el mismo que el de las capas en el producto en capas final, para poder combinar las tiras de tela de fibra de refuerzo para obtener una tira en capas antes de ser enviada al paso de conformacion parcial y al paso de union.
Como el medio de procesado para calentar y/o prensar una tira en capas o un cuerpo conformado preliminar, se empujan troqueles calentados uno contra otro en las realizaciones anteriores. Este metodo de prensa es preferible porque se puede establecer exactamente la temperatura y presion requeridas y tambien se logran adecuadamente la necesaria durabilidad y estabilidad operativa.
El material de los troqueles de conformacion a usar puede ser ngido tal como metal y resina, o blando tal como caucho y elastomero. Sin embargo, los troqueles deberan hacerse preferiblemente de un metal que tenga una alta conduccion de calor, tasa de transferencia de calor a la fibra de refuerzo y, como es de esperar, durabilidad, porque el material en un troquel se calienta por calentamiento por contacto con el troquel.
Los medios utiles de calentamiento de troquel distintos de los descritos anteriormente incluyen el uso de calor de radiacion, calor atmosferico y explosion de gas calentado. Los medios utiles de prensado de troquel distintos de los descritos anteriormente incluyen envolver el troquel con material a modo de peftcula o ponerlo en una bolsa seguido de aplicacion de presion interna. Un medio de calentamiento y un medio de prensa apropiados se seleccionan de modo que se cumplan las caractensticas del material y propiedades de la preforma a producir.
La temperatura de calentamiento para procesar una tira en capas o cuerpo conformado preliminar debera ser preferiblemente mas alta que la temperatura de transicion vftrea (Tg) de la resina adhesiva existente en las capas intermedias para que entonces pueda funcionar efectivamente como adhesivo. Sin embargo, si la temperatura es demasiado alta, una cantidad excesiva de resina adhesiva puede formar capas de resina a modo de peftcula entre las capas de tela de fibra de refuerzo y evitar el flujo suave de la resina de matriz inyectada en un paso posterior, aunque el tiempo de procesado requerido puede ser mas corto. Para una resina adhesiva que tenga una temperatura de transicion vftrea (Tg) en el rango de 30 a 100°C, la temperatura de calentamiento para procesado debera estar preferiblemente en el rango de aproximadamente 40 a 130°C.
Si la presion aplicada en el paso de prensado es demasiado alta, la fibra de refuerzo se deformara en la direccion del grosor antes de que la resina adhesiva en la capa intermedia empiece a fluir, y las capas de fibra de refuerzo que miran una a otra con las capas intermedias entremedio entraran en contacto una con otra llenando el espacio existente en las capas intermedias evitando el flujo de la resina de capa intermedia durante el paso posterior para inyeccion de resina de matriz. La presion debera ser preferiblemente superior a la presion atmosferica y del rango de 0,1 a 1,0 MPa.
La unidad de transporte (unidad de traccion) puede estar separada de otras, pero se puede combinar con la unidad de recorte. La unidad de transporte (unidad de traccion) realiza las dos funciones de agarrar la preforma y transportarla en la direccion longitudinal, pero la unidad de recorte tambien tiene la funcion de agarre, y por lo tanto, si esta funcion de agarre se mantiene a un nivel satisfactoriamente alto, la unidad de recorte sera capaz de servir simultaneamente para agarrar el material para transporte (traccion) mientras lo recorta, haciendo posible, anadiendo una funcion de transporte a esta unidad, eliminar la unidad de transporte (unidad de traccion).
Aplicabilidad industrial
El proceso de fabricacion de preforma o el aparato de fabricacion de la presente invencion sirve para transportar intermitentemente en la direccion longitudinal un material base en bruto para el material base de fibra de refuerzo que tiene una porcion de bifurcacion en su seccion transversal que constituira la preforma prevista, y calentar y/o prensar el material base en bruto durante penodos de suspension de transporte para formar un cuerpo conformado preliminar, seguido de unir el cuerpo conformado preliminar resultante con un material base en bruto de los otros materiales base de fibra de refuerzo que constituiran la preforma prevista, permitiendo por ello la produccion continua de una preforma que tiene una porcion de bifurcacion en su seccion transversal. Esto evita la formacion de arrugas, que se forman por lo general en la fibra de refuerzo en una preforma que se fabrica de forma continua por el metodo convencional, y sirve para la fabricacion continua de una preforma que puede ser usada para producir elementos estructurales, por ejemplo, de automoviles y aviones.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un proceso para fabricar una preforma incluyendo un primer material base de fibra de refuerzo (FBI) que tiene, en su seccion transversal, una porcion de lamina (W1) y al menos un par de porciones de pestana (F1a, F1b) que se extienden en el lado opuesto una a otra a traves de al menos una porcion de bifurcacion (B1) desde la porcion de lamina (W1), y al menos un segundo material base de fibra de refuerzo (FB2) que se une con el primer material base de fibra de refuerzo (FBI) en un estado incluyendo la al menos unica porcion de bifurcacion (B1) entre ellos, donde:
    (a) el primer material base de fibra de refuerzo (FBI) incluye un primer material base en bruto (OB1) y un segundo material base en bruto (OB2),
    (b) el primer material base en bruto (OB1) incluye una primera tira en capas (L1) incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas,
    (c) el segundo material base en bruto (OB2) incluye una segunda tira en capas (L2) incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas,
    (d) el segundo material base de fibra de refuerzo (FB2) incluye al menos un tercer material base en bruto (OB3),
    (e) se facilitan un primer paso de suministro para suministrar la primera tira en capas (L1), un segundo paso de suministro para suministrar la segunda tira en capas (L2), y al menos un tercer paso de suministro para suministrar el al menos unico tercer material base en bruto (OB3),
    (f) se ha previsto un primer paso de conformacion parcial en el lado situado hacia abajo del primer paso de suministro para conformar la primera tira en capas (L1) calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un primer cuerpo conformado preliminar (Pf1),
    (g) se ha previsto un segundo paso de conformacion parcial en el lado situado hacia abajo del segundo paso de suministro para conformar la segunda tira en capas (L2) calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un segundo cuerpo conformado preliminar (Pf2),
    (h) se ha previsto un paso de union en el lado situado hacia abajo de los pasos de conformacion parcial primero y segundo y el al menos unico tercer paso de suministro para unir los cuerpos conformados preliminares primero y segundo (Pf1, Pf2) producidos en los pasos de conformacion parcial primero y segundo de tal forma que la porcion de bifurcacion (B1) se forme en la preforma (PF1) y el al menos unico tercer material base en bruto (OB3) se anade en la porcion de bifurcacion (B1) formado, seguido de unirlos calentandolos y/o prensandolos en la configuracion y manteniendo el estado unido, obteniendo por ello la preforma (PF1),
    (i) se ha previsto un paso de transporte en el lado situado hacia abajo del paso de union para transportar intermitentemente la preforma (PF1) producida en el paso de union, y
    (j) la produccion de los cuerpos conformados preliminares primero y segundo (Pf1, Pf2) en los pasos de conformacion parcial primero y segundo y la produccion de la preforma (PF1) en el paso de union se realizan durante los penodos en que el transporte de la preforma (PF1) en el paso de transporte esta suspendido.
  2. 2. Un proceso para fabricar una preforma segun la reivindicacion 1, donde los cuerpos conformados preliminares primero y segundo (Pf1, Pf2) cumplen la relacion 0,95 > a/p > 0,6 donde a es su porcentaje respectivo en volumen de fibra y p es el porcentaje de volumen de fibra en la preforma (PF1).
  3. 3. Un proceso para fabricar una preforma segun la reivindicacion 1, donde se ha previsto al menos un paso de suministro de relleno de esquina de modo que al menos un relleno de esquina (Cf1) incluyendo un haz de fibras de refuerzo se suministre a al menos una porcion concava formada a lo largo de la superficie exterior de la al menos unica porcion de bifurcacion (B1) producida en el paso de union en coordinacion con el movimiento de transporte intermitente de la preforma en el paso de transporte.
  4. 4. Un proceso para fabricar una preforma segun la reivindicacion 3, donde el haz de fibras de refuerzo que constituye el relleno de esquina (Cf1) es un haz de fibras de refuerzo conteniendo una resina adhesiva, y al menos un paso de conformacion parcial de relleno de esquina que forma el haz de fibras de refuerzo conteniendo la resina adhesiva calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado para producir al menos un cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar (CfPf4) se ha previsto entre el al menos unico paso de suministro de relleno de esquina y el paso de union para permitir que el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar (CfPf4) asf producido sea suministrado al paso de union.
  5. 5. Un proceso para fabricar una preforma segun la reivindicacion 4, donde el al menos unico tercer material base en bruto (OB3) incluye al menos una tercera tira en capas (L3) incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas, y al menos un tercer paso de
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    conformacion parcial que forma la al menos unica tercera tira en capas (L3) calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado para producir al menos un tercer cuerpo conformado preliminar (Pf3) se ha previsto entre el al menos unico tercer paso de suministro y el paso de union para permitir que el al menos unico tercer cuerpo conformado preliminar (Pf3) as^ producido sea suministrado al paso de union.
  6. 6. Un proceso para fabricar una preforma segun la reivindicacion 5, donde la seccion transversal del primer cuerpo conformado preliminar (Pf1) y la del segundo cuerpo conformado preliminar (Pf2) tienen formas en L que son bilateralmente simetricas mientras que una seccion transversal del tercer cuerpo conformado preliminar (Pf3) tiene una forma de placa plana, y donde, en el paso de union, el primer cuerpo conformado preliminar en forma de L (Pf1) y el segundo cuerpo conformado preliminar en forma de L (Pf2) estan unidos en la posicion correspondiente a la porcion de lamina en forma de L mientras que el tercer cuerpo conformado preliminar en forma de placa plana (Pf3) y el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar (CfPf4) estan unidos formando una preforma en forma de T (PF1).
  7. 7. Un proceso para fabricar una preforma segun la reivindicacion 5, donde la seccion transversal del primer cuerpo conformado preliminar (Pf1) y la del segundo cuerpo conformado preliminar (Pf2) tienen formas en C que son bilateralmente simetricas mientras que las secciones transversales de los dos terceros cuerpos conformados preliminares (Pf3) tienen formas de placa plana, y, donde en el paso de union, el primer cuerpo conformado preliminar en forma de C (Pf1) y el segundo cuerpo conformado preliminar en forma de C (Pf2) estan unidos en la posicion correspondiente a la porcion de lamina en forma de C mientras que los dos terceros cuerpos conformados preliminares en forma de placa plana (Pf3) se unen con los dos cuerpos de relleno de esquina conformados preliminares (CfPf4) para formar una preforma en forma de I (PF1).
  8. 8. Un aparato para fabricar una preforma incluyendo un primer material base de fibra de refuerzo (FBI) que tiene, en su seccion transversal, una porcion de lamina (W1) y al menos un par de porciones de pestana (F1a, F1b) que se extienden en el lado opuesto una de otra a traves de al menos una porcion de bifurcacion (B1) desde la porcion de lamina (W1), y al menos un segundo material base de fibra de refuerzo (FB2) que se une con el primer material base de fibra de refuerzo (FBI) en un estado incluyendo la al menos unica porcion de bifurcacion (B1) entre ellos donde:
    (a) el primer material base de fibra de refuerzo (FBI) incluye un primer material base en bruto (OB1) y un segundo material base en bruto (OB2),
    (b) el primer material base en bruto (OB1) incluye una primera tira en capas (L1) incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas,
    (c) el segundo material base en bruto (OB2) incluye una segunda tira en capas (L2) incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas,
    (d) el segundo material base de fibra de refuerzo (FB2) incluye al menos un tercer material base en bruto (OB3),
    (e) se ha previsto una primera unidad de suministro (FL1) para suministrar la primera tira en capas (L1), una segunda unidad de suministro (FL2) para suministrar la segunda tira en capas (L2), y al menos una tercera unidad de suministro (FOB3) para suministrar el al menos unico tercer material base en bruto (OB3),
    (f) una primera unidad de conformacion parcial (P1) esta dispuesta en el lado situado hacia abajo de la primera unidad de suministro (FL1) para conformar la primera tira en capas (L1) calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un primer cuerpo conformado preliminar (Pfl),
    (g) una segunda unidad de conformacion parcial (P2) esta dispuesta en el lado situado hacia abajo de la segunda unidad de suministro (FL2) para conformar la segunda tira en capas (L2) calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado, produciendo por ello un segundo cuerpo conformado preliminar (Pf2),
    (h) una unidad de union (40a) esta dispuesta en el lado situado hacia abajo de las unidades de conformacion parcial primera y segunda (P1, P2) y la al menos unica tercera unidad de suministro (FOB3) para unir los cuerpos conformados preliminares primero y segundo (Pf1, Pf2) producidos en las unidades de conformacion parcial primera y segunda (Pi, P2) de tal forma que la porcion de bifurcacion (B1) se forme en la preforma (PF1) y el al menos unico tercer material base en bruto (OB3) se anada en la porcion de bifurcacion (B1) formada, seguido de unirlos calentandolos y/o prensandolos en la configuracion y manteniendo el estado unido, obteniendo por ello la preforma (PF1),
    (i) una unidad de transporte (Cal) esta dispuesta en el lado situado hacia abajo de la unidad de union (C1) para transportar intermitentemente la preforma (PF1) producida en la unidad de union (C1), y
    (j) la produccion de los cuerpos conformados preliminares primero y segundo (Pfl, Pf2) en las unidades de conformacion parcial primera y segunda (Pi, P2) y la produccion de la preforma (PF1) en la unidad de union (C1) se realizan durante los penodos en que el transporte de la preforma (PF1) en la unidad de transporte (Cai) esta
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  9. 9. Un aparato para fabricar una preforma segun la reivindicacion 8, donde al menos una unidad de suministro de relleno de esquina (FCfB1) esta dispuesta de modo que al menos un relleno de esquina (Cf1) incluyendo un haz de fibras de refuerzo sea suministrado a al menos una porcion concava formada a lo largo de la superficie exterior de la al menos unica porcion de bifurcacion (B1) producida en la unidad de union (C1) en coordinacion con el movimiento de transporte intermitente de la preforma en la unidad de transporte (Ca1).
  10. 10. Un aparato para fabricar una preforma segun la reivindicacion 9, donde el haz de fibras de refuerzo que constituye el relleno de esquina (Cf1) es un haz de fibras de refuerzo conteniendo una resina adhesiva, y al menos una unidad de conformacion parcial de relleno de esquina (CfP4) que conforma el haz de fibras de refuerzo conteniendo la resina adhesiva calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado para producir al menos un cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar (CfPf4) esta dispuesta entre la al menos unica unidad de suministro de relleno de esquina (FCfBI) y la unidad de union (C1) para permitir que el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar (CfPf4) asf producido sea suministrado a la unidad de union (C1).
  11. 11. Un aparato para fabricar una preforma segun la reivindicacion 10, donde el al menos unico tercer material base en bruto (OB3) incluye al menos una tercera tira en capas (L3) incluyendo multiples telas de fibra de refuerzo en capas y una resina adhesiva dispuesta entre las telas de fibra de refuerzo en capas, y al menos una tercera unidad de conformacion parcial (P3) que conforma la al menos unica tercera tira en capas (L3) calentando y/o prensando y manteniendo el estado conformado para producir al menos un tercer cuerpo conformado preliminar (Pf3) esta dispuesta entre la al menos unica tercera unidad de suministro (FOB3) y la unidad de union (C1) para permitir que el al menos unico tercer cuerpo conformado preliminar (Pf3) asf producido sea suministrado a la unidad de union (C1).
  12. 12. Un aparato para fabricar una preforma segun la reivindicacion 11, donde la seccion transversal del primer cuerpo conformado preliminar (Pf1) y la del segundo cuerpo conformado preliminar (Pf2) tienen formas en L que son bilateralmente simetricas mientras que una seccion transversal del tercer cuerpo conformado preliminar (Pf3) tiene una forma de placa plana, y donde, en la unidad de union (C1), el primer cuerpo conformado preliminar en forma de L (Pf1) y el segundo cuerpo conformado preliminar en forma de L (Pf2) se unen en la posicion correspondiente a la porcion de lamina en forma de L (W1) mientras que el tercer cuerpo conformado preliminar en forma de placa plana (Pf3) y un cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar (CfPf4) se unen formando una preforma en forma de T (PF1).
  13. 13. Un aparato para fabricar una preforma segun la reivindicacion 11, donde la seccion transversal del primer cuerpo conformado preliminar (Pf1) y la del segundo cuerpo conformado preliminar (Pf2) tienen formas en C que son bilateralmente simetricas mientras que las secciones transversales de los dos terceros cuerpos conformados preliminares (Pf3) tienen una forma de placa plana, y donde, en la unidad de union (C1), el primer cuerpo conformado preliminar en forma de C (Pf1) y el segundo cuerpo conformado preliminar en forma de C (Pf2) se unen en la posicion correspondiente a la porcion de lamina en forma de C (W1) mientras que los dos terceros cuerpos conformados preliminares en forma de placa plana (Pf3) se unen con dos cuerpos de relleno de esquina conformados preliminares (CfPf4) formando una preforma en forma de I (PF1).
  14. 14. Un aparato para fabricar una preforma segun la reivindicacion 11, incluyendo la primera unidad de conformacion parcial (P1), la segunda unidad de conformacion parcial (P2) y la tercera unidad de conformacion parcial (P3) que se combinan en un troquel de conformacion parcial (30) donde:
    (a) el troquel de conformacion parcial (30) incluye un troquel central (31) fijado en un soporte, un troquel superior (32) dispuesto encima del troquel central (31) con un intervalo entre ellos, y un troquel inferior (33) dispuesto debajo del troquel central (31) con un intervalo entre ellos,
    (b) el troquel superior (32) y el troquel central (31) tienen primeras caras de conformacion (32L1) para recibir y luego calentar y/o prensar la primera tira en capas (L1) y segundas caras de conformacion (32L2) para recibir y luego calentar y/o prensar la segunda tira en capas (L2),
    (c) el troquel inferior (33) y el troquel central (31) tienen terceras caras de conformacion (32L3) para recibir y luego calentar y/o prensar la tercera tira en capas (L3),
    (d) un primer accionador (43a) para mover el troquel superior (32) con relacion al troquel central (31) esta dispuesto en el troquel superior (32) mientras que un segundo accionador (43b) para mover el troquel inferior (33) con relacion al troquel central (31) esta dispuesto en el troquel inferior (33), y
    (e) un agujero (35) esta dispuesto en la region central del troquel central (31) para permitir que el cuerpo de relleno de esquina conformado preliminar (CfPf4) pase a su traves.
  15. 15. Un aparato para fabricar una preforma segun la reivindicacion 10, incluyendo la al menos unica unidad de conformacion parcial de relleno de esquina (CfPf4) donde:
    (a) la unidad (CfPf4) incluye un troquel de conformacion de relleno de esquina (20) incluyendo un troquel plano (22) fijado en un soporte, y unos troqueles superiores derecho e izquierdo (21 a, 21b) fijado respectivamente en la cara superior del troquel plano (22),
    5
    (b) el troquel superior derecho (21 a) tiene una cara curvada izquierda (21 ac) en su borde inferior izquierdo mientras que el troquel superior izquierdo (21b) tiene una cara curvada derecha (21bc) en su borde inferior derecho, estando el troquel superior derecho (21a) y el troquel superior izquierdo (21b) en contacto uno con otro en tal forma que la cara curvada izquierda (21ac) y la cara curvada derecha (21bc) miren una a otra,
    10
    (c) la porcion rodeada por la cara superior de troquel plano, la cara curvada izquierda (21ac) y la cara curvada derecha (21bc) constituye un agujero (23) para que un haz de fibras de refuerzo pueda pasar a su traves, usandose el haz de fibras de refuerzo para producir el relleno de esquina (Cf1) a suministrar desde la al menos unica unidad de suministro de relleno de esquina (FCfB1), y
    15
    (d) el tamano en seccion transversal del agujero (23) disminuye gradualmente en la direccion de avance del haz de fibras de refuerzo.
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