ES2616704T3 - Método de producción de una estructura de revestimiento compuesto - Google Patents

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Abstract

Método de producción de una estructura de revestimiento de material compuesto en forma de una pieza de revestimiento de pala de aerogenerador, que comprende un material reforzado con fibra incrustado en una resina curada, y que comprende las siguientes etapas: A proporcionar una primera pieza de molde (10) que tenga una superficie (11) de moldeo de pieza de molde, preferentemente sustancialmente cóncava, con un contorno que defina una superficie exterior de la estructura de revestimiento de material compuesto; B proporcionar una pieza (12) de formación de preforma que tenga una superficie (13) de formación de preforma, preferentemente sustancialmente convexa y orientada sustancialmente hacia arriba, que esté conformada de manera esencialmente complementaria a al menos una parte de la superficie (11) de moldeo de primera pieza de molde; C formar una preforma (14) mediante la disposición de un material de fibra seca, que comprenda un número de capas de fibra seca, sobre la superficie (13) de formación de preforma; D juntar entre sí la primera pieza de molde (10) y la pieza (12) de formación de preforma, en una posición ensamblada de manera que la superficie de moldeo (11) de primera pieza de molde quede orientada hacia la superficie (13) de formación de preforma, y entre dichas superficies quede definida una cavidad que aloje sustancialmente el material de fibra dispuesto sobre la superficie (13) de formación de preforma de la pieza (12) de formación de preforma; E transferir la preforma (14) a la primera pieza de molde al retirar el material de fibra de la superficie (13) de formación de preforma, de modo que se reciba el mismo sobre la superficie de moldeo (11) de la primera pieza de molde (10); F retirar la pieza (12) de formación de preforma de la primera pieza de molde (10); G formar una cavidad de molde por medio de una segunda pieza de molde, dispuesta encima del material de fibra, H curar y/o permitir que la resina cure, y en el que se suministra resina a la cavidad de molde tras la etapa G, en el que la segunda pieza de molde es una pieza de molde flexible formada por un material flexible, preferentemente una película de polímero (34), y en el que - antes de la etapa C - se dispone la pieza de molde flexible sobre la superficie (13) de formación de preforma.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de produccion de una estructura de revestimiento compuesto
La presente invencion se refiere a un metodo para producir una estructura de revestimiento de material compuesto, que comprende un material reforzado con fibra incrustado en una resina curada, es decir, un material de pollmero curado.
Campo tecnico
Los metodos para producir estructuras de revestimiento de material compuesto implican disponer en un molde un material de fibra, que comprende un numero de capas de fibra, cerrar el molde para formar una cavidad de molde, y curar una resina proporcionada en la cavidad de molde. La resina puede suministrarse a la cavidad de molde despues de cerrar el molde, inyectando la resina en la cavidad, por ejemplo mediante moldeo por transferencia de resina (RTM) o mediante moldeo por transferencia de resina asistido por vaclo (VARTM), o proporcionando el material de fibra con resina cuando se disponga este en el molde, es decir mediante el uso de un material de fibra previamente impregnado, denominado preimpregnado.
Especialmente en estructuras de revestimiento grandes, tales como revestimientos para cascos de embarcaciones y para palas de aerogenerador, el tiempo para disponer el material de fibra en el molde es considerable en comparacion con el tiempo para inyectar/infundir y curar la resina cuando se utilizan RTM/VARTM, y para calentar y curar la resina cuando se utilizan preimpregnados.
Antecedente
A partir del documento US 4.992.228 y US 5.080.851 se conoce la formacion de una preforma de material de fibra, y la transferencia de esta preforma en el molde en el que se forma la estructura compuesta.
El documento WO 89/05717 da a conocer un metodo de aplicacion de una mezcla de material plastico y fibras de refuerzo a una superficie de molde de un medio molde, comprendiendo dicho metodo las etapas de colocar, por ejemplo por pulverizacion, una mezcla de plasticos llquidos que incorpora fibras sobre una pieza de formacion de preforma, cuya forma es complementaria a la superficie de molde del medio molde, colocar el medio molde sobre la pieza de formacion de preforma con la superficie de molde al reves, girar conjuntamente la pieza de formacion de preforma y el medio molde de manera que el medio molde quede situado por debajo de la pieza de formacion de preforma, y luego retirar la pieza de formacion de preforma.
El documento EP 0 271 263 da a conocer un metodo de transferencia de una lamina de material preimpregnado reforzado con fibras a una herramienta de moldeo, por medio de una herramienta de transferencia provista de un diafragma inflable flexible, y que tiene una superficie cuya forma esta ideada para conformar la forma de la superficie de la herramienta de moldeo.
El documento WO 2007/039085 da a conocer un metodo de colocacion en un molde de una capa de material, tal como una capa de preimpregnado, y que comprende las etapas de prensar una superficie de un cuerpo deformable elasticamente reversiblemente contra la capa de material, generar una fuerza de sujecion, que fija temporalmente la capa de material a la superficie, y disponer la capa de material en el molde por medio del cuerpo.
El documento EP 0 577 505 A1 da a conocer una instalacion para recoger una capa de fibras pre-cortada, tal como un preimpregnado, conformar la capa de fibras en una preforma y transferir la preforma a una herramienta de moldeo.
Divulgacion de la invencion
Un objeto de la invencion es obtener un nuevo metodo de produccion de una estructura de revestimiento de material compuesto, y que este especialmente adaptado para producir grandes estructuras de revestimiento de material compuesto, tales como piezas de revestimiento para palas de aerogeneradores.
De acuerdo con la invencion, esto se obtiene mediante un metodo que incluye las siguientes etapas:
A proporcionar una primera pieza de molde que tenga una superficie de moldeo de pieza de molde, preferentemente sustancialmente concava, con un contorno que defina una superficie exterior de la estructura de revestimiento de material compuesto;
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B proporcionar una pieza de formacion de preforma que tenga una superficie preferentemente sustancialmente convexa, y orientada sustancialmente hacia arriba, que este conformada de manera esencialmente complementaria a al menos una pieza de la superficie de moldeo de pieza de molde;
C formar una preforma mediante la disposicion de un material de fibra, que comprenda un numero de capas de fibra, sobre la superficie de formacion de preforma;
D juntar entre si la primera pieza de molde y la pieza de formacion de preforma, en una posicion ensamblada de manera que la superficie de moldeo de pieza de molde quede orientada hacia la superficie de formacion de preforma, y entre dichas superficies quede definida una cavidad que aloje sustancialmente el material de fibra dispuesto sobre la superficie de formacion de preforma;
E transferir la preforma a la primera pieza de molde al retirar el material de fibra de la superficie de formacion de preforma, de modo que se reciba el mismo sobre la superficie de moldeo de la primera pieza de molde;
F retirar la pieza de formacion de preforma de la primera pieza de molde;
G formar una cavidad de molde por medio de una segunda pieza de molde, dispuesta encima del material de fibra,
H curar y/o permitir que la resina cure, y en el que se suministra resina a la cavidad de molde tras la etapa G.
Mediante la formacion de una preforma del material de fibra en una pieza de formacion de preforma separada y la posterior transferencia de la preforma a la primera pieza de molde, puede reducirse considerablemente el denominado tiempo de forma, es decir, el tiempo durante el cual el molde esta ocupado para producir una unica estructura de revestimiento de material compuesto, en comparacion con los metodos conocidos, en los que la colocacion en capas del material de fibra tambien tiene lugar en el molde. En otras palabras, puede reducirse el tiempo de produccion dado que el moldeo puede tener lugar en el molde, y al mismo tiempo se puede preparar una nueva preforma en una pieza de formacion de preforma. Esto resulta especialmente ventajoso durante la produccion de estructuras de revestimiento grandes, dado que el tiempo para disponer el material de fibra es superior al tiempo de moldeo, es decir, el tiempo para inyectar/infundir la resina y para curar la resina cuando se utilizan RTM/VARTM.
El metodo es particularmente adecuado para formar estructuras de revestimiento que tengan una superficie exterior convexa, tales como revestimientos para palas de aerogeneradores. En los metodos conocidos se coloca por capas el material de fibra, en forma de esteras de fibra, sobre la superficie concava de la primera pieza de molde. Sin embargo, durante la colocacion en capas las esteras de fibra tienden a deslizarse sobre la superficie de molde, en las zonas de fuerte pendiente de la misma, de modo que en algunas porciones se forman irregularidades y, en otras porciones del material de fibra colocado en capas, falta material de fibra. Con el fin de obviar este problema han de tomarse medidas para retener el material de fibra en la posicion prevista. Tales medidas requieren mucho tiempo y aumentan el tiempo de produccion. Al colocar el material de fibra sobre una pieza de formacion de preforma que tiene una superficie de formacion preforma convexa, se reduce o elimina el problema de deslizamiento y deformacion de las esteras de fibra.
El material de fibra puede comprender fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de pollmero, fibras vegetales, fibras de metal, tales como fibras de acero, y una combinacion de dichas fibras.
El material de fibra puede comprender unicamente material de fibra seco.
En una realizacion adicional del metodo, se suministra resina a la cavidad de molde.
Al usar unicamente material de fibra seco y suministrar unicamente resina a la cavidad de molde, es decir al no suministrar resina a la pieza de formacion de preforma, se elimina la necesidad de limpiar la superficie de formacion de preforma.
Como se menciono anteriormente, la resina puede suministrarse por VARTM, de modo que se suministre resina llquida a la cavidad de molde provista de la preforma, y en el que se genera un vaclo en la cavidad de molde, arrastrando de este modo el pollmero. Debido al vaclo generado, normalmente entre un 80 y un 95 % del vaclo total en la cavidad de molde, se arrastra el pollmero llquido hacia la cavidad de molde y se llena la misma con el material de fibra.
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El RTM es similar al VARTM. Sin embargo, la resina llquida no se arrastra al interior de la cavidad de molde debido a un vaclo generado en la cavidad de molde. En lugar de ello, se fuerza la resina llquida en la cavidad de molde por medio de una sobrepresion.
Independientemente del metodo de moldeo usado, la resina puede ser resina termoendurecible, tal como epoxi, ester de vinilo y poliester. La resina tambien puede ser un termoplastico, tal como PA, PVC, ABS, PP o PE. Ademas, la resina puede ser un material termoplastico polimerizable in situ.
El material termoplastico polimerizable in situ puede seleccionarse ventajosamente de entre el grupo que consiste en prepollmeros de: tereftalato de polibutileno (PBT), poliamida-6 (prepollmero es caprolactama), poliamida-12 (prepollmero es laurolactama), aleaciones de poliamida-6 y poliamida-12; poliuretanos (TPU), polimetilmetacrilato (PMMA), tereftalato de polietileno (PET), policarbonato (PC), polieteretercetona (PEEK), polietercetona (PEK), polietersulfona (PES), polisulfuro de fenileno (PPS), naftalato de polietileno (PEN) y naftalato de polibutileno (PBN), poli (tereftalato de 1,4-butileno) clclico (CBT) y/o combinaciones de los mismos.
El material termoplastico polimerizable in situ tiene la ventaja de que puede manipularse en su estado de prepollmero como un llquido, un polvo o granulos. En consecuencia, el material puede utilizarse para preimpregnar el material de fibra, es decir, en un preimpregnado. Alternativamente, puede pulverizarse en forma de polvo sobre el material de fibra o disponerse en las piezas de molde como capas separadas.
Los materiales termoplasticos polimerizables in situ, tales como el CBT, tienen la ventaja de que obtienen una viscosidad similar a la del agua cuando se calientan a una temperatura de aproximadamente 150 grados Celsius. De este modo, es posible impregnar rapidamente el material de fibra con estructuras de material compuesto muy grandes, para el moldeo y posterior curado de la resina en tiempos de ciclo muy cortos.
El CTB esta disponible como sistemas de una parte, en los que previamente se mezcla un catalizador en la resina, y en los que el catalizador se activa por ejemplo por calentamiento, y como sistemas de dos partes, en los que el catalizador y la resina se mantienen separados hasta inmediatamente antes de su uso, cuando se mezclan y se suministran a la cavidad de molde.
En algunas situaciones puede ser ventajoso suministrar material termoplastico polimerizable in situ adicional a la cavidad de molde, con el fin de impregnar todo el material de fibra. En tal situacion, puede resultar ventajoso usar sistemas de una parte para la resina previamente suministrada, sistemas de partes para la resina adicional.
El termino material termoplastico polimerizable significa que el material puede polimerizarse una vez que esta en el lugar de fabricacion.
De acuerdo con una realizacion ventajosa, se evacua la cavidad de molde. Evacuar la cavidad de molde tambien resulta ventajoso cuando se usan otros metodos de moldeo que no sean VARTM, dado que de esta manera se elimina o se reduce el riesgo de recintos de aire o de gas en la estructura compuesta acabada.
De acuerdo con una realizacion adicional, la segunda pieza de molde es una pieza de molde flexible formada por un material flexible, preferentemente una pellcula de pollmero. Al usar una pellcula de pollmero flexible, tambien denominada bolsa de vaclo, a modo de la segunda pieza de molde, y al evacuar la cavidad de molde, es posible obtener una alta proporcion deseada de fibra y resina, dado que se presiona la pellcula de pollmero contra el material de fibra debido al vaclo aplicado.
De acuerdo con una realizacion de la invencion, antes de la etapa C se dispone la pieza de molde flexible sobre la superficie de formacion de preforma. En otras palabras, se dispone la pieza de molde flexible sobre la superficie de formacion de preforma de la pieza de formacion de preforma antes de colocar el material de fibra, y posteriormente se transfiere a la primera pieza de molde conjuntamente con la preforma formada.
La superficie de formacion de preforma de la pieza de formacion de preforma puede conformarse de manera esencialmente complementaria a toda la superficie de moldeo de la primera pieza de molde. Sin embargo, tambien es posible disponer material de fibra adicional en la primera pieza de molde antes de y/o posteriormente a la transferencia de la preforma a la misma.
Adicionalmente, pueden formarse dos o mas sub preformas separadas en piezas de formacion de sub preformas separadas, que tengan una superficie de formacion de preforma cuya forma sea sustancialmente complementaria a una pieza o seccion de la superficie de moldeo de pieza de molde, tras lo cual se transfiere la sub preforma formada por separado a la respectiva parte o seccion de la primera superficie de moldeo de pieza de molde.
De acuerdo con una realizacion adicional, en la etapa C se anade un nucleo, tal como un nucleo de madera de balsa o de espuma, al material de fibra y, por lo tanto, a la preforma. Los nucleos se disponen ventajosamente entre capas
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En una realizacion posterior a la etapa C, se disponen una o mas laminas de pollmero encima de la preforma para formar una cavidad entre la al menos una lamina de pollmero y la superficie de formacion de preforma. La cavidad entre la al menos una lamina de pollmero y la superficie de formacion de preforma puede evacuarse, a fin de retener la preforma sobre la superficie de formacion de preforma durante la etapa D.
La pieza de formacion de preforma puede estar provista de medios de succion, para proporcionar la evacuacion anteriormente mencionada.
La lamina de pollmero es preferentemente una lamina flexible y esta fabricada con un material compatible con la resina, y se funde o se disuelve durante el curado de la resina.
La lamina de pollmero tambien puede formar la superficie exterior de la estructura de revestimiento de material compuesto acabada.
De acuerdo con una realizacion adicional, en la etapa C las capas de fibra se unen entre si, por ejemplo, mediante costura, pespunte o adhesion, por ejemplo mediante el uso de una composicion pegajosa, con el fin de retener de este modo las capas de fibra en las posiciones deseadas.
De acuerdo con una realizacion adicional, la etapa D se lleva a cabo moviendo la primera pieza de molde a la posicion ensamblada con la pieza de formacion de preforma, y girando entonces la primera pieza de molde y la pieza de formacion de preforma al reves.
De acuerdo con otra realizacion, la etapa D se lleva a cabo haciendo girar la pieza de formacion de preforma y moviendola a la posicion ensamblada con la primera pieza de molde, al tiempo que se retiene la preforma en la pieza de formacion de preforma.
La preforma puede retenerse en la pieza de formacion de preforma mediante la disposicion de una lamina de pollmero encima de la preforma, a fin de formar una cavidad entre la lamina de pollmero y la superficie de formacion de preforma, y evacuando dicha cavidad. A continuacion puede llevarse a cabo la etapa E, liberando el vaclo.
Si se proporciona una pellcula de pollmero, es decir una bolsa de vaclo, sobre la superficie de formacion de preforma antes de disponer el material de fibra sobre la misma, las etapas D, E o F pueden llevarse a cabo como sigue:
Etapa D: se desplaza la primera pieza de molde a la posicion ensamblada con la pieza de formacion de preforma,
Etapa E: se evacua una cavidad formada entre la pellcula de pollmero y la primera pieza de molde, con el fin de transferir la preforma y la pellcula de pollmero a la primera pieza de molde, y
Etapa F: se eleva la primera pieza de molde con respecto a la superficie de formacion de preforma de la pieza de preforma.
El suministro y el curado de la resina puede tener lugar con la primera pieza de molde en una posicion, en la que la preforma este orientada hacia abajo, y una posicion en la que se gire 180° la primera pieza de molde y la preforma quede orientada hacia arriba, o en cualquier otra posicion de la primera pieza de molde.
Las palas de un aerogenerador pueden fabricarse usando dos piezas de revestimiento fabricadas por separado, que formen el lado de presion y el lado de succion de la pala, respectivamente, pegandose entre si dichas piezas de revestimiento posteriormente.
La presente invencion puede utilizarse para formar cada una de dichas piezas de revestimiento. Asl, una pieza de revestimiento de una pala de aerogenerador producida por el metodo de acuerdo con la invencion esta dentro del alcance de proteccion. Las piezas de revestimiento pueden tener una longitud de al menos 30 m, alternativamente al menos 40 m, alternativamente al menos 50 metros.
Sin embargo, la presente invencion tambien puede usarse para fabricar una pala de aerogenerador en una sola pieza, por medio del denominado moldeo hueco cerrado, tal como sigue:
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- proporcionar una primera preforma para formar el lado de presion de la pala, llevando a cabo las etapas A-F;
- proporcionar una preforma adicional para formar el lado de succion de la pala, llevando a cabo las etapas A-F mediante el uso de una pieza de molde adicional que tenga una superficie de moldeo de pieza de molde con un contorno que defina una superficie exterior del lado de succion de la pala, y una pieza de formacion de preforma adicional que tenga una superficie de formacion de preforma que este conformada de manera sustancialmente complementaria a la superficie de moldeo de pieza de molde adicional;
- reunir y ensamblar las dos preformas formadas mientras se retienen en sus respectivas piezas de molde, con el fin de formar de esta manera una preforma hueca que tenga una superficie interior que defina un interior hueco, y que este rodeada por un molde exterior cerrado formado por la primera pieza de molde y por piezas de molde adicionales, y en el que se forma una cavidad de molde al disponer al menos una pellcula de pollmero, es decir una bolsa de vaclo, sobre la superficie interior de la preforma hueca;
- evacuar la cavidad de molde;
- curar la resina y/o permitir que la resina se cure, y
en el que la resina se suministra a la cavidad de molde tras la etapa G.
Asl, el alcance de la presente invencion tambien cubre una pala de aerogenerador producida mediante un metodo de acuerdo con la invencion, por medio de un molde hueco cerrado.
Breve descripcion del/los dibujo/s
La invencion se explica en detalle a continuacion con referencia a las realizaciones mostradas en los dibujos, en los cuales
La Fig. 1 es una vista esquematica de una pala de aerogenerador que comprende dos piezas de revestimiento, que forman el lado de presion y el lado de succion de la pala, respectivamente, y estan pegadas entre si a lo largo del plano de cuerda de la pala,
La Fig. 2 es una vista en seccion transversal esquematica de una primera pieza de molde, para formar la pieza de revestimiento del lado de presion de la pala,
La Fig. 3 es una vista en seccion transversal esquematica de una pieza de formacion de preforma para formar una preforma de un material de fibra, mostrandose tambien la preforma formada en la Fig. 3,
La Fig. 4 es una vista esquematica en seccion transversal de una etapa, en la que la primera pieza de molde se ha vuelto del reves y se ha unido con la pieza de formacion de preforma, en una posicion ensamblada,
La Fig. 5 es una vista esquematica en seccion transversal de una etapa, en la que la preforma se ha transferido a la primera pieza de molde y la pieza de formacion de preforma se ha retirado de la primera pieza de molde,
La Fig. 6 es una vista esquematica en seccion transversal, que corresponde a la mostrada en la Fig. 5, sin embargo, la primera pieza de molde y la preforma transferida a la misma se utilizan en el denominado moldeo hueco cerrado, en el que se fabrica la pala de aerogenerador en una sola pieza,
La Fig. 7 es una vista en seccion transversal esquematica de una pieza de formacion de preforma adicional, estando formada una preforma adicional sobre la superficie de formacion de preforma de la misma, estando conformada dicha superficie de formacion de preforma de manera sustancialmente complementaria a una superficie de moldeo de pieza de molde adicional con un contorno que define el lado de succion de la pala,
La Fig. 8 es una vista en seccion transversal esquematica de la pieza de molde adicional, estando transferida la preforma adicional a la superficie de moldeo de la misma, y
La Fig. 9 es una vista esquematica en seccion transversal de una etapa, en la que la pieza de molde adicional mostrada en la Fig. 8 se ha vuelto del reves, al tiempo que retiene la preforma adicional en la misma, y se ha unido con la primera pieza de molde y la preforma mostrada en la Fig. 6, para formar una preforma hueca rodeada por un molde cerrado exterior formado por la primera pieza de molde y las piezas de molde adicionales.
Description detallada de la invention
La Fig. 1 es una vista esquematica de una pala 1 de aerogenerador, que tiene la forma de una pala de aerogenerador convencional y que comprende una region de raiz 2, un perfil o una region de superficie de sustentacion 3, y una zona de transition 4 entre la region de raiz 2 y la region de superficie de sustentacion 3. La 5 pala 1 comprende un borde delantero 5 y un borde posterior 6. Un plano de cuerda 7, que se extiende entre el borde delantero 5 y el borde posterior 6, define la transition entre un lado de suction 8 y un lado de presion 9 de la pala. El plano de cuerda se ilustra por medio de una linea discontinua. Como se menciono anteriormente, la pala 1 se puede fabricar usando dos piezas de revestimiento fabricadas por separado, es decir una pieza de revestimiento de lado de presion y una pieza de revestimiento de lado de suction de la pala y, posteriormente, pegando las dos piezas de 10 revestimiento entre si. Alternativamente, la pala puede fabricarse como una sola pieza.
Como se explicara mas adelante, el metodo de acuerdo con la invention se puede utilizar para producir las piezas de revestimiento separadas de la pala o para producir la pala en una sola pieza.
A continuation se explica el metodo de acuerdo con la invention por medio de una realization para producir la pieza de revestimiento del lado de presion de una pala, fabricada con dos piezas de revestimiento producidas por 15 separado, que se pegan entre si.
La Fig. 2 da a conocer una primera pieza de molde 10 para producir la pieza de revestimiento del lado de presion de la pala. La primera pieza de molde 10 comprende una superficie de moldeo 11 de pieza de molde, con un contorno que define sustancialmente la superficie exterior del lado de presion 9 de la pala 1.
La Fig. 3 es una vista en section transversal a traves de una pieza 12 de formation de preforma, que tiene una 20 superficie 13 de formation de preforma sustancialmente convexa y sustancialmente orientada hacia arriba. La superficie 13 de formation de preforma esta conformada de manera sustancialmente complementaria a la superficie 11 de moldeo de primera pieza de molde de la primera pieza de molde 10. Se forma una preforma 14 mediante la disposition de capas de fibra y piezas de nucleo sobre la pieza 12 de formation de preforma, incluyendose las capas de fibra y las piezas de base en la pieza de revestimiento acabada de la pala de aerogenerador. Se disponen 25 unas capas de fibra inferiores 15 sobre la superficie 13 de formation de preforma. Con el fin de proporcionar un denominado laminado principal 16, se dispone una pluralidad de capas de fibra sobre las capas de fibras inferiores 15, en una region superior de la pieza 12 de formation de preforma. Adicionalmente, se dispone una pluralidad de capas de fibra sobre las capas de fibra inferiores 15 en la region correspondiente a la region de borde delantero y de borde trasero, respectivamente, de la pieza de revestimiento de pala a formar, a fin de proporcionar un refuerzo de 30 fibras 17 de borde delantero y un refuerzo de fibras 18 de borde trasero, respectivamente. Se dispone un primer material de nucleo 19 entre el laminado principal 16 y el refuerzo de fibras 17 de borde delantero, y se dispone un segundo material de nucleo 20 entre el laminado principal 16 y el refuerzo de fibras 18 de borde trasero. Se disponen una o mas capas de fibras superiores encima del laminado principal 16, el refuerzo de fibras 17 de borde delantero, el refuerzo de fibras 18 de borde trasero, el primer material de nucleo 19 y el segundo material de nucleo 35 20.
Como se muestra en la Fig. 3, en este momento la preforma 14 esta formada. Cabe senalar que, en algunas realizaciones, pueden omitirse la pluralidad de capas de fibra que forman el laminado principal 16 y/o las capas de fibra que forman el refuerzo de fibras 17 de borde delantero y/o el refuerzo de fibras 18 de borde trasero, y que tambien se puede omitir el primer material de nucleo 19 y el segundo material del nucleo 20.
40 Como se muestra en la Fig. 4, se juntan entonces la primera pieza de molde 10 y la pieza 12 de formation de preforma a una position ensamblada, girando la primera pieza de molde 10 al reves, de modo que la primera superficie de moldeo 11 de pieza de molde quede orientada hacia la superficie 13 de conformation de preforma y se defina una cavidad entre dichas superficies. La forma y las dimensiones de la cavidad corresponden sustancialmente a las del material de fibra dispuesto sobre la superficie 13 de formation de preforma de la pieza 12 45 de formation de preforma, para acomodar sustancialmente la preforma 14.
La preforma 14 se transfiere entonces a la primera pieza de molde 10, al retirar de la superficie 13 de formation de preforma la preforma 14, que comprende material de fibra, de manera que se reciba la misma sobre la superficie de moldeo 11 de la pieza de molde. En la presente realization esto se lleva a cabo girando boca arriba la primera pieza de molde 10 y la pieza 12 de formation de preforma, y retirando posteriormente la pieza 12 de formation de 50 preforma de la primera pieza de molde 10. Se transfiere asi la preforma 14 a la superficie de moldeo 11 de primera pieza de molde, como se muestra en la Fig. 5.
Cuando se utiliza VARTM para formar la pieza de revestimiento, se dispone una bolsa de vacio encima de la preforma 14, y se sella a la primera pieza de molde 10 a fin de formar una cavidad de molde. Se evacua entonces la cavidad de molde y se suministra resina a la cavidad de molde por medio de un vacio proporcionado, para 55 impregnar los materiales de fibra de la preforma 14. El material de fibra de la preforma 14 puede ser un material de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
fibra seca.
A continuacion se explica un metodo para producir una pala de aerogenerador en una sola pieza, por medio del denominado moldeo hueco cerrado, usando una realizacion del metodo de acuerdo con la invention.
Como se ha explicado anteriormente con referencia a las Figs. 2-5, se forma una preforma 14 sobre la superficie 13 de formation de preforma de la pieza 12 de formation de preforma, y se transfiere a la superficie de moldeo 11 de la primera pieza de molde 10. La preforma 14 esta adaptada para su incorporation en una pieza de revestimiento de la pala de aerogenerador formada en una sola pieza, formando dicha pieza de revestimiento el lado de presion de la pala. La Fig. 6 muestra la preforma 14 transferida a la superficie de moldeo 11 de la primera pieza de molde 10.
Se forma una preforma adicional 22 adaptada para su incorporacion en la pieza de revestimiento del lado de suction de la pala, sobre una superficie 23 de formacion de preforma de una pieza 24 de formacion de preforma adicional, como se muestra en la Fig. 7. La superficie 23 de formacion de preforma de la pieza 24 de formacion de preforma adicional esta conformada de manera esencialmente complementaria a una superficie de moldeo 25 de pieza de molde de una pieza de molde adicional 26, que se muestra en la Fig. 8. Al igual que la preforma 14, la preforma adicional 22 comprende una capa de fibra inferior 27, una pluralidad de capas de fibra que forman un laminado principal 28, una pluralidad de capas de fibra que forman un refuerzo de fibra 29 de borde delantero, una pluralidad de capas de fibra que forman un refuerzo de fibra 30 de borde trasero, un primer material de nucleo 31 dispuesto entre el refuerzo de fibra 29 de borde delantero y el laminado principal 28, un segundo material de nucleo dispuesto entre el refuerzo de fibra 30 de borde delantero y el laminado principal 28, y una o mas capas de fibra 33 dispuestas en la pieza superior del laminado principal 28, el refuerzo de fibra 29 de borde delantero, el refuerzo de fibra 30 de borde trasero, el primer material de nucleo 31 y el segundo material de nucleo 32, como se muestra en la Fig. 7.
Tras la formacion sobre la superficie 23 de formacion de preforma de la pieza 24 de formacion de preforma adicional, se transfiere la preforma adicional 22 a la superficie de moldeo 25 de pieza de molde de la pieza de molde adicional 26, como se muestra en la Fig. 8. En la presente realizacion, se transfiere la preforma adicional 22 a la pieza de molde adicional 26, al girar la pieza 24 de formacion de preforma adicional boca abajo desde la position mostrada en la Fig. 7, mientras se retiene la preforma adicional 22 en la pieza 24 de formacion de preforma adicional y, a continuacion, se retira la preforma 22 de la pieza 24 de formacion de preforma adicional, de tal manera que se reciba la preforma sobre la superficie de moldeo 25 de la pieza de molde adicional 26. Se retira entonces la pieza 24 de formacion de preforma adicional de la pieza de molde adicional 26.
En la presente realizacion, se retiene la preforma adicional 22 en la pieza 24 de formacion de preforma adicional mediante la disposition de una lamina de pollmero encima de la preforma adicional 22, para formar una cavidad entre la lamina de pollmero y la superficie 23 de formacion de preforma y evacuar dicha cavidad.
Una vez que se han formado las dos preformas 14, 22 y se han transferido a sus respectivas piezas de molde 10, 26, se reunen y ensamblan las preformas, mientras se retienen en sus respectivas piezas de molde a fin de formar una preforma hueca que tenga una superficie interior, que defina un interior hueco y este rodeada por un molde exterior cerrado, formado por la primera pieza de molde y las piezas de molde adicionales 10; 26, como se muestra en la Fig. 9.
Se forma una cavidad de molde al disponer al menos una pellcula de pollmero 34, es decir, una bolsa de vaclo, en la superficie interior de la preforma hueca y, posteriormente, evacuar la cavidad de molde.
Si el material de fibra utilizado para formar las preformas es un material de fibra seca, se forma la pala como una sola pieza al infundir una resina llquida dentro de la cavidad, por medio del vaclo proporcionado, y al permitir que la resina cure.
La invencion se ha descrito con referencia a realizaciones ventajosas. Sin embargo, el alcance de la invencion no se limita a las realizaciones descritas, y pueden realizarse alteraciones y modificaciones sin desviarse del alcance de la invencion.
Lista de numeros de referencia
1 Pala de aerogenerador
2 Region de ralz
3 Region de superficie de sustentacion
4 Region de transition
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
Borde delantero
Borde trasero
Plano de cuerda
Lado de succion
Lado de presion
Primera pieza de molde
Superficie de moldeo de primera pieza molde
Pieza de formacion de preforma
Superficie de formacion de preforma
Preforma
Capa de fibra inferior
Laminado principal
Refuerzo de fibra de borde delantero
Refuerzo de fibra de borde trasero
Primer material de nucleo
Segundo material de nucleo
Capa de fibra superior
Preforma adicional
Superficie de formacion de preforma
Pieza de formacion de preforma adicional
Superficie de moldeo de pieza de molde
Pieza de molde adicional
Capa de fibra inferior
Laminado principal
Refuerzo de fibra de borde delantero
Refuerzo de fibra de borde trasero
Primer material de nucleo
Segundo material de nucleo
Capa de fibra superior
Pellcula de pollmero

Claims (12)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Metodo de produccion de una estructura de revestimiento de material compuesto en forma de una pieza de revestimiento de pala de aerogenerador, que comprende un material reforzado con fibra incrustado en una resina curada, y que comprende las siguientes etapas:
    A proporcionar una primera pieza de molde (10) que tenga una superficie (11) de moldeo de pieza de molde, preferentemente sustancialmente concava, con un contorno que defina una superficie exterior de la estructura de revestimiento de material compuesto;
    B proporcionar una pieza (12) de formacion de preforma que tenga una superficie (13) de formacion de preforma, preferentemente sustancialmente convexa y orientada sustancialmente hacia arriba, que este conformada de manera esencialmente complementaria a al menos una parte de la superficie (11) de moldeo de primera pieza de molde;
    C formar una preforma (14) mediante la disposicion de un material de fibra seca, que comprenda un numero de capas de fibra seca, sobre la superficie (13) de formacion de preforma;
    D juntar entre si la primera pieza de molde (10) y la pieza (12) de formacion de preforma, en una posicion ensamblada de manera que la superficie de moldeo (11) de primera pieza de molde quede orientada hacia la superficie (13) de formacion de preforma, y entre dichas superficies quede definida una cavidad que aloje sustancialmente el material de fibra dispuesto sobre la superficie (13) de formacion de preforma de la pieza (12) de formacion de preforma;
    E transferir la preforma (14) a la primera pieza de molde al retirar el material de fibra de la superficie (13) de formacion de preforma, de modo que se reciba el mismo sobre la superficie de moldeo (11) de la primera pieza de molde (10);
    F retirar la pieza (12) de formacion de preforma de la primera pieza de molde (10);
    G formar una cavidad de molde por medio de una segunda pieza de molde, dispuesta encima del material de fibra,
    H curar y/o permitir que la resina cure, y
    en el que se suministra resina a la cavidad de molde tras la etapa G, en el que la segunda pieza de molde es una pieza de molde flexible formada por un material flexible, preferentemente una pellcula de pollmero (34), y en el que - antes de la etapa C - se dispone la pieza de molde flexible sobre la superficie (13) de formacion de preforma.
  2. 2. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el material de fibra unicamente comprende un material de fibra seca.
  3. 3. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en el que la resina solo se suministra a la cavidad de molde.
  4. 4. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que se evacua la cavidad de molde.
  5. 5. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la superficie (13) de formacion de preforma esta conformado de manera sustancialmente complementaria a toda la superficie (11) de moldeo de primera pieza de molde.
  6. 6. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que en la etapa C se agregan al material de fibra unos nucleos, tales como nucleos de madera de balsa o de espuma, y por lo tanto a la preforma (14).
  7. 7. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que tras la etapa C se disponen una o mas laminas de pollmero encima de la preforma (14).
  8. 8. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la pieza (12) de formacion de preforma esta provista de medios de succion.
  9. 9. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que la al menos una lamina de pollmero esta fabricada con un material que sea compatible con la resina, y se funda o se disuelva durante el curado de la resina.
  10. 10. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que en la etapa C se unen entre si
    al menos algunas de las capas de fibra tal como mediante costura, pespunte o adhesion, por ejemplo usando una composicion pegajosa.
  11. 11. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la etapa D se lleva a cabo desplazando la primera pieza de molde (10) a la posicion ensamblada con la pieza (12) de formacion de preforma y
    5 girando del reves la primera pieza de molde (10) y la pieza (12) de formacion de preforma.
  12. 12. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que la etapa D se lleva a cabo haciendo girar la pieza (12) de formacion de preforma hacia abajo, y moviendola a la posicion ensamblada con la primera pieza de molde (10), mientras se retiene la preforma (14) en la pieza (12) de formacion de preforma.
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