ES2628002T3 - Material preimpregnado para la fabricación de materiales compuestos - Google Patents

Material preimpregnado para la fabricación de materiales compuestos Download PDF

Info

Publication number
ES2628002T3
ES2628002T3 ES13700403.2T ES13700403T ES2628002T3 ES 2628002 T3 ES2628002 T3 ES 2628002T3 ES 13700403 T ES13700403 T ES 13700403T ES 2628002 T3 ES2628002 T3 ES 2628002T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
prepreg
resin
powder coating
optionally
matrix resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES13700403.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Benjamin Edward Creaser
Paul John Spencer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gurit UK Ltd
Original Assignee
Gurit UK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gurit UK Ltd filed Critical Gurit UK Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2628002T3 publication Critical patent/ES2628002T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
    • B05D1/06—Applying particulate materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/26—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer which influences the bonding during the lamination process, e.g. release layers or pressure equalising layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B32B37/1018—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure using only vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/16—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer formed of particles, e.g. chips, powder or granules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/241—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres
    • C08J5/243—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs using inorganic fibres using carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/24—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs
    • C08J5/249—Impregnating materials with prepolymers which can be polymerised in situ, e.g. manufacture of prepregs characterised by the additives used in the prepolymer mixture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2201/00—Polymeric substrate or laminate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2504/00—Epoxy polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B2038/0052—Other operations not otherwise provided for
    • B32B2038/0076—Curing, vulcanising, cross-linking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/02—Coating on the layer surface on fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/26—Polymeric coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/02—Composition of the impregnated, bonded or embedded layer
    • B32B2260/021—Fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00—Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04—Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046—Synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2264/00—Composition or properties of particles which form a particulate layer or are present as additives
    • B32B2264/02—Synthetic macromolecular particles
    • B32B2264/0214—Particles made of materials belonging to B32B27/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/07—Parts immersed or impregnated in a matrix
    • B32B2305/076—Prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/10—Fibres of continuous length
    • B32B2305/20—Fibres of continuous length in the form of a non-woven mat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/724—Permeability to gases, adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2363/00—Epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372—Particulate matter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24355—Continuous and nonuniform or irregular surface on layer or component [e.g., roofing, etc.]
    • Y10T428/24372—Particulate matter
    • Y10T428/24405—Polymer or resin [e.g., natural or synthetic rubber, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24893—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including particulate material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

Un material preimpregnado para la fabricación de un material compuesto reforzado con fibra, comprendiendo el material preimpregnado un cuerpo que comprende una capa de refuerzo fibroso impregnado con un material de resina de matriz, y una capa de recubrimiento de polvo sobre al menos una superficie principal del cuerpo y adherida al material de resina de matriz, incluyendo la capa de recubrimiento de polvo partículas que sobresalen hacia fuera del material de resina de matriz y siendo porosa al flujo de aire en una dirección a lo largo del plano de la capa de revestimiento de polvo, donde las partículas comprenden un material de resina que es copolimerizable con el material de resina de matriz.

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
DESCRIPCION
Material preimpregnado para la fabricacion de materiales compuestos
La presente invencion se refiere a un material preimpregnado para la fabricacion de un material compuesto reforzado con fibra y a un metodo de fabricacion de tal material preimpregnado. La presente invencion ademas se refiere a demas al uso de tal material preimpregnado para la fabricacion de un material compuesto reforzado con fibra.
Desde hace muchos anos se conoce la provision en el campo de los materiales compuestos reforzados con fibra de un material preimpregnado que comprende una capa de refuerzo fibroso impregnado con una resina polimerica estructural. La cantidad de resina polimerica estructural se combina cuidadosamente con la cantidad de refuerzo fibroso. Por consiguiente, el material preimpregnado puede usarse en un metodo para la formacion de un material compuesto reforzado con fibra, en el que se proporciona un apilamiento multicapa de materiales preimpregnados que tiene una forma y configuracion deseadas y despues se somete a calentamiento de manera que la resina polimerica estructural se fusiona y despues se solidifica para formar una unica matriz de resina unificada en la que el refuerzo fibroso esta dispuesto en la orientacion de fibra deseada. La cantidad de resina en el apilamiento es suficiente para elaborar un artfculo estructural reforzado con fibra del apilamiento de materiales compuestos que tiene las propiedades mecanicas deseadas. Tfpicamente, la resina polimerica estructural es una resina termoestable, mas tfpicamente una resina de epoxi, que se cura para formar una matriz de resina solida. Las fibras pueden seleccionarse entre una diversidad de materiales, que comprenden mas tfpicamente fibras de vidrio o fibras de carbono.
Se conoce muy bien la provision de materiales preimpregnados en los que la resina de polfmero estructural esta totalmente impregnada en la capa de refuerzo fibroso. Esto proporciona a las superficies principales externas del material preimpregnado una superficie de resina, distribuye las fibras sustancial y uniformemente a lo largo de la resina de material preimpregnado de manera que las fibras se incrustan uniformemente dentro de la resina y minimizan la presencia de huecos inadvertidos dentro de la capa de resina inicial. Esto proporciona la ventaja de que la superficie de resina puede ser ligeramente adherente para ayudar a la colocacion del material preimpregnado en el molde soportando el material preimpregnado en una posicion deseada como resultado de la adhesion del material preimpregnado por la superficie de resina adherente a una superficie adyacente. Ademas, la impregnacion completa del refuerzo fibroso obvia la necesidad de que la resina polimerica estructural fluya significativamente en la fase de curado, y asegura que las fibras se impregnen uniformemente durante la fase de curado.
Sin embargo, un problema particular con los materiales preimpregnados completamente impregnados es que cuando se forma un apilamiento de tales materiales preimpregnados, el aire puede atraparse entre las laminas de material preimpregnado adyacente, con el resultado de que en la matriz de resina curada final del material compuesto reforzado con fibra pueden existir huecos entre laminas. La presencia de estos huecos puede reducir significativamente las propiedades mecanicas del material compuesto. A medida que las capas de materiales preimpregnados completamente impregnados se acumulan progresivamente para formar un apilamiento multicapa durante el proceso de laminado del material preimpregnado, el aire puede quedar atrapado entre las capas adyacentes del material preimpregnado. La adherencia de las superficies de resina de las capas de material preimpregnado adyacentes aumenta la posibilidad de que el aire quede atrapado entre las laminas en las interfaces de material preimpregnado.
Ademas, con el fin de proporcionar un material preimpregnado completamente impregnado con baja adherencia, la viscosidad de la resina de matriz afecta a la drapeabilidad del material preimpregnado, es decir, la capacidad del material preimpregnado para adoptar una forma tridimensional de una superficie de molde. Por regla general, una resina de mayor drapeado tiene mayor adherencia de superficie. Existe una necesidad en la tecnica de un material preimpregnado que tenga una combinacion de baja adherencia y alto drapeado.
Se conoce el uso de materiales preimpregnados para la fabricacion de una amplia diversidad de productos, que tienen una amplia diversidad de espesores, formas y volumenes, y las propiedades mecanicas deseadas. Una aplicacion particular para materiales compuestos es la fabricacion de elementos estructurales en forma de largueros o vigas alargados que se requieren para presentar una alta rigidez mecanica y resistencia a la compresion. Una «tapa de larguero» es un laminado de larguero alargado que se incorpora a un laminado particular para la fabricacion de un alabe de turbina eolica, tal como se conoce en la tecnica. La tapa de larguero es una capa de laminado de cubierta alargada externa sobre los lados opuestos de un elemento estructural central para formar una viga alargada de resistencia mecanica mejorada similar a una construccion de viga «I». Para tales largueros o vigas, con el fin de maximizar la rigidez mecanica y la resistencia a la compresion, se desea proporcionar fibras que se orientan principalmente a lo largo de la direccion del larguero o viga alargados, en particular, son fibras unidireccionales.
Por el contrario, para proporcionar materiales compuestos que tienen una construccion tipo hoja, o que proporcionan una resistencia a la torsion, sena deseable proporcionar fibras biaxialmente orientadas.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Los elementos alargados tipicos que forman el refuerzo estructural principal en la energfa eolica y las secciones de larguero mareomotriz son de 15-70 m de largo y de 10 a 100 mm de espesor. Se hacen predominantemente a partir de fibras unidireccionales para dar la resistencia longitudinal y rigidez. Una seccion de tapa de larguero tipica puede contener del 85 al 100% de fibra unidireccional con algun material fuera del eje para la transferencia de cizalla, rigidez torsional, y estabilidad de pandeo de la tapa de larguero dependiendo del diseno. Tfpicamente, el espesor y/o el ancho pueden cambiar a lo largo de la longitud del larguero para que coincida con la rigidez y tensiones de diseno requeridas. Tambien puede haber un cambio de espesor en cualquier seccion transversal dada para proporcionar una transicion geometrica y de carga adecuada a los almas de cizallamiento. Ademas de los cambios de espesor, la geometna de la tapa de larguero puede tener curvatura en una o mas direcciones para que coincida con el perfil aerodinamico deseado y hacer un uso beneficioso de la curvatura para reducir la tendencia de la tapa de larguero a pandeo bajo carga.
Disponiendo de la geometna y espesor cambiantes, el laminado se acumula tfpicamente a partir de laminas de refuerzo de fibra para dar un equilibrio economico de tasa de deposicion de molde, coste de material y flexibilidad geometrica en el proceso de diseno. Tfpicamente se usan tejidos de refuerzo de vidrio o materiales preimpregnados con un peso de fibra superficial de 500-2.400 gsm, o tejido de refuerzo de carbono o materiales preimpregnados de 100-900 gsm de peso superficial. Estas laminas, o capas, pueden cortarse previamente en formas geometricas o usarse en formato de rollo. Disponiendo de la curvatura cambiante se necesita normalmente algun cizallamiento para acomodar las longitudes variables entre fibras adyacentes en una hoja o rollo de material reforzado con fibra. El ancho y el espesor de un refuerzo de fibra dado se limitan normalmente a drapear el material en la forma de molde sin pandeo significativo de la fibra o inducir la ondulacion de la fibra.
En comparacion con los materiales cosidos, multiaxiales y tejidos, multiples capas de fibras unidireccionales se anidan y compactan eficazmente dejando un espacio de volumen libre limitado, lo que reduce la permeabilidad del aire y la resina. Las fibras de carbono tfpicamente son mas pequenas en diametro (7 micrometros) que las fibras de vidrio (17-24 micrometros) y, por lo tanto, tales apilamientos de fibra de carbono son mas diffciles de procesar de manera fiable, ya que son inherentemente menos permeables al aire y la resina.
En el metodo de VARTM (moldeo por transferencia de resina asistida por vacfo), las fibras secas se ponen en un molde y despues se impregnan con una resina lfquida de baja viscosidad de bajo coste. Las fibras normalmente se cosen previamente o se estabilizan con aglutinante termoplastico para permitir que la fibra sea manipulada en el molde y para proporcionar un espaciado controlado entre las fibras para formar huecos que ayuden al flujo de la resina. Esto anade ambas areas de material de resina no reforzado y peso parasitario al larguero. La estructura de soporte de la fibra causa la ondulacion de las fibras, reduciendo la capacidad de carga final, especialmente en compresion. Este metodo se ha usado con exito para producir las generaciones actuales de turbinas eolicas de fibra de vidrio donde el diseno normalmente esta limitado por la rigidez y el laminado no necesita la mayor resistencia a la compresion. Se requiere un mayor rendimiento del material para alabes mas grandes y generaciones mas recientes de turbinas aerodinamicas mas eficaces donde se ha reducido el espaciado de la tapa de larguero para dar una seccion de alabe mas delgada con una eficacia aerodinamica mejorada. En este caso, se requieren laminados de fibra de carbono o fibra de vidrio de mayor rendimiento.
Las secciones espesas de fibra de carbono han demostrado ser diffciles de infundir de manera fiable con el metodo de VARTM debido a la baja permeabilidad del refuerzo. En el diseno de largueros de carbono, la resistencia a la compresion se vuelve un factor clave de diseno. Los ahorros economicos son posibles mediante el uso de propiedades de material mejoradas de materiales preimpregnados que permiten que se use fibra colimada pura.
La resina de material preimpregnado semisolida de mayor viscosidad retiene entonces las fibras mas rectas en un formato colimado durante el proceso de laminado y fabricacion de material preimpregnado para dar laminados con menos ondulacion inherente de fibra y mayor resistencia a la compresion. Ademas, es posible seleccionar materiales de mayor peso molecular y aditivos de endurecimiento para formular resinas de material preimpregnado que tengan tanto un modulo de resina alto como un buen equilibrio de endurecimiento y resistencia para mejorar adicionalmente las propiedades de compresion y resistencia a la fatiga.
Para maximizar adicionalmente la resistencia, es deseable retirar cualquier defecto de hueco intralaminar e interlaminar en las secciones de tapa de larguero alargadas y espesas. Tradicionalmente, esto se hizo en la industria aeroespacial usando autoclaves de alta presion para comprimir cualquier aire atrapado y volatiles del material. Posteriormente se han desarrollado varias tecnologfas de material preimpregnado posterior al curado en autoclave para usar procesamiento de vacfo solamente, en aplicaciones donde el coste de usar un autoclave se vuelve prohibitivo para producir secciones grandes tales como turbinas de viento y largueros mareomotrices.
Estos materiales posteriores al curado en autoclave actuales que usan capas de fibra parcialmente impregnadas o secas proporcionan buenos resultados en los laminados que contienen una mezcla de orientaciones de fibra porque las fibras se puentean sobre sf mismas para formar conductos de aire naturales. Estos materiales no proporcionan laminados con niveles de vacfo muy bajos, altos niveles de alineacion de las fibras y tolerancia a las condiciones de alta y baja temperatura de taller cuando se construyen laminados grandes y espesos a partir de materiales predominantemente unidireccionales.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Para mejorar la econoirna de la produccion de estas secciones de turbina de mayor carga es deseable proporcionar un material preimpregnado drapeable adecuado para el laminado directo o preformado fuera de lmea, en un intervalo mas amplio de condiciones de temperatura ambiente, que se puede curar usando los metodos de procesamiento de vado posteriores al curado en autoclave para dar laminados reforzados con fibra bien alineados con mmimos defectos de huecos intralaminares e interlaminares
Para que un preimpregnado impregnado tenga un alto drapeado, la resina debe ser de baja viscosidad con un modulo de almacenamiento bajo para permitir que el cizallamiento de drapeado se acomode como flujo de resina viscoso sin que el material preimpregnado tienda a volver a su posicion original.
Se conoce la provision de un material preimpregnado con una resina que tiene una baja adherencia y una alta viscosidad y modulo de almacenamiento. Cuando se forma un apilamiento laminado de tales materiales preimpregnados y se somete a una etapa de descarga de vado para retirar el aire, la resina mantiene un grado de textura superficial para proporcionar vfas de ventilacion de aire para eliminar el aire atrapado durante el ciclo de descarga. Durante el moldeo, la resina despues fluye en y da un material homogeneo.
Tal material con una resina de alta viscosidad es muy adecuado para la produccion de laminados delgados cuando no se requiere una curvatura significativa. Para drapear el producto, se necesita un grado de calor para ablandar la resina. El calentamiento disminuye la viscosidad de la resina, pero entonces la resina se vuelve propensa al flujo y pueden perderse los canales de aire. Este flujo puede producirse antes de que se aplique el vado, en particular, con un poco de preflujo de la resina durante la fase de laminacion a menudo resultante de variaciones en la presion y puntos de contacto que causan zonas de aire bloqueadas. Al aplicar el vado puede fluir la resina mas blanda, que cierra los canales restantes, reduciendo de este modo la permeabilidad del laminado antes de que el aire haya tenido tiempo de ser extrafdo del apilamiento de laminado.
El material preimpregnado de menor viscosidad puede entonces volverse muy sensible a su manipulacion y a cualquier descarga antes de comenzar el curado. Si se inicia un ciclo de vado y se abandona, el material puede consolidarse y se puede perder cualquier via de ventilacion de textura superficial. Esto es a menudo mas pronunciado alrededor de los bordes del penmetro que pueden ver mayores fuerzas dependiendo del detalle de laminacion por saco de vado. Al retirar el vado, el aire puede filtrarse lentamente de nuevo entre el material pero, al volver a aplicar el vado la segunda y posteriores veces, el apilamiento de laminado ahora compactado es mucho menos permeable al aire debido al flujo viscoso previo de la resina de material preimpregnado mas blanda.
De este modo, si se requiere el drapeado y la transpirabilidad del aire, se puede reducir la ventana de proceso, lo que lleva a la necesidad de controlar con precision la temperatura ambiente del taller, anadiendo un coste significativo al proceso de fabricacion.
Un intento alternativo para superar esta formacion no deseable de huecos entre laminas, tambien ha sido proporcionar materiales preimpregnados que estan solo parcialmente impregnados con la resina polimerica estructural de manera que una capa de refuerzo de fibra seca esta presente en una o ambas de las superficies principales del material preimpregnado. Tal material preimpregnado, o semiimpregnado, parcialmente impregnado conocido es fabricado por el solicitante y se vende con la marca comercial registrada SPRINT ®.
Ademas, cuando tales materiales preimpregnados parcialmente impregnados se ensamblan entre sf en un apilamiento multilaminar para formar un elemento estructural, durante la consolidacion al vado de los materiales preimpregnados, el apilamiento multilaminar de los materiales preimpregnados puede reducirse en espesor, un fenomeno conocido en la tecnica como «desolevacion». Esta «desolevacion» induce alguna ondulacion fuera de plano a la fibra unidireccional que disminuye las propiedades mecanicas de compresion, ya que las fibras se pandearan antes bajo cargas de compresion.
Varias memorias descriptivas de patente han abordado el problema de retirar el aire atrapado en laminados de materiales preimpregnados con el fin de reducir el contenido de huecos del material compuesto reforzado con fibra curada. En particular, el documento WO-A-2001/000405 divulga un material preimpregnado parcialmente impregnado, que tiene fibras secas en el centro; El documento EP-A-1128958 divulga un material preimpregnado con una capa de resina central y capas de fibra seca externas; El documento EP-A-1379376 divulga la provision de una capa de resina no continua en un material preimpregnado con una capa de resina central y capas de fibra seca externas; El documento WO-A-2002/088231 divulga la provision de bandas de pelfcula de resina sobre la superficie fibrosa; El documento EP-A-2268720 divulga la provision de una resina ngida de alta viscosidad al menos en la superficie del material preimpregnado, combinada con una superficie de resina gofrada para proporcionar un canal de aire; El documento EP-A-1595689 divulga una gasa difusora impresa parcialmente en una superficie de resina de un material preimpregnado completamente impregnado; El documento EP-A-2254936 divulga la impresion de regiones de resina sobre un material preimpregnado; y el documento WO-A-2012052272 divulga la provision de canales de fibra seca en una superficie del material preimpregnado, opcionalmente combinada con una gasa difusora impresa parcialmente en una superficie de resina del material preimpregnado.
Todas estas divulgaciones anteriores experimentan diversos problemas en la produccion fiable y rentable de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
elementos estructurales de gran dimension sin huecos, particularmente la incorporacion de fibras unidireccionales, donde la combinacion de alta permeabilidad de aire del apilamiento de resina, alto drapeado, baja adherencia, bajo solevado y alta colimacion de fibra puede lograrse para proporcionar un elemento estructural con altas propiedades mecanicas.
Por lo tanto, aun existe la necesidad de un material preimpregnado, que tenga una aplicacion particular para la fabricacion de elementos estructurales tales como largueros, en particular, para alabes de turbina eolica, que supere los problemas de materiales preimpregnados completamente impregnados, materiales preimpregnados completamente impregnados recubiertos con gasa difusora y materiales preimpregnados parcialmente impregnados tal como se ha discutido anteriormente.
Se conoce muy bien en la tecnica de material compuesto la provision de un sistema de resina de matriz de dos fases en donde la resina de matriz, asf como el refuerzo fibroso circundante, incluye una segunda fase de partfculas finas que potencia el endurecimiento, en particular, la resistencia al impacto, el material compuesto de resina reforzada con fibra. Se conocen diversos metodos para la incorporacion de las partfculas a la resina de matriz. Por ejemplo, los documentos US-A-5057353, EP-A-0274889 y EP-A-0745640 divulgan la incorporacion de partfculas a la resina de matriz usando una diversidad de tecnicas, incluyendo la aplicacion de partfculas, tales como partfculas termoplasticas, a la superficie de material preimpregnado antes del laminado y de la curacion de manera que, despues del curado, las partfculas se concentren en una capa de resina de matriz en la/s superficie/s interna/s del compuesto curado correspondiente a las capas de material preimpregnado original. No hay ninguna divulgacion de como proporcionar un material preimpregnado con una estructura o propiedades que proporcionen un apilamiento de material preimpregnado laminado con una ventilacion de aire aumentada.
La presente invencion tiene el objetivo al menos parcialmente de superar estos problemas tecnicos de materiales preimpregnados conocidos para la fabricacion de elementos estructurales, en particular, elementos estructurales en la forma de largueros o vigas.
Por consiguiente, la presente invencion proporciona un material preimpregnado para la fabricacion de un material compuesto reforzado con fibra, comprendiendo el material preimpregnado un cuerpo que comprende una capa de refuerzo fibroso impregnado con un material de resina de matriz, y una capa de recubrimiento de polvo sobre al menos una superficie principal del cuerpo y adherida al material de resina de matriz, incluyendo la capa de recubrimiento de polvo partfculas que sobresalen hacia fuera del material de resina de matriz y siendo porosa al flujo de aire en una direccion a lo largo del plano de la capa de revestimiento de polvo, donde las partfculas comprenden un material de resina que es copolimerizable con el material de resina de matriz.
Tambien se divulga en el presente documento un metodo de produccion de un material preimpregnado para la fabricacion de un material compuesto reforzado con fibra, comprendiendo el metodo las etapas de:
(a) proporcionar un sustrato que comprende una capa de refuerzo fibroso impregnado con un material de resina de matriz; y
(b) aplicar una capa de recubrimiento de polvo en al menos una superficie principal de la capa de refuerzo fibroso, incluyendo la capa de recubrimiento de polvo partfculas que sobresalen hacia fuera del material de resina de matriz y siendo porosa al flujo de aire en una direccion a lo largo del plano de la capa de revestimiento de polvo, comprendiendo las partfculas un material de resina que es copolimerizable con el material de resina de matriz.
La presente invencion proporciona ademas un metodo de fabricacion de un elemento estructural de material compuesto reforzado con fibra, comprendiendo el metodo las etapas de:
i. proporcionar una pluralidad de materiales preimpregnados segun la presente invencion;
ii. ensamblar la pluralidad de materiales preimpregnados como un apilamiento de los mismos de manera que la capa de recubrimiento de polvo de al menos uno de los materiales preimpregnados es adyacente a una capa de recubrimiento de polvo o superficie de resina de matriz de un material preimpregnado adyacente para formar al menos un paso de aire entre los materiales preimpregnados;
iii. someter el apilamiento a un vacfo para consolidar el apilamiento y retirar el aire de entre los materiales preimpregnados adyacentes del apilamiento, ventilando el al menos un paso de aire el aire de entre los materiales preimpregnados; y
iv. curar el material de resina de matriz para formar el elemento estructural.
La presente invencion proporciona ademas el uso de un material preimpregnado segun la presente invencion para la fabricacion de un elemento estructural alargado de material compuesto reforzado con fibra, en particular, un larguero o viga.
Tambien se divulga en el presente documento un metodo de fabricacion de un elemento estructural de material compuesto reforzado con fibra, comprendiendo el metodo las etapas de:
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
(a) proporcionar un material preimpregnado que comprende un cuerpo que comprende una capa de refuerzo fibroso impregnado con un material de resina de matriz, y una capa de recubrimiento de polvo sobre al menos una superficie principal del cuerpo y adherida al material de resina de matriz, incluyendo el recubrimiento de polvo partfculas que sobresalen hacia fuera del material de resina de matriz, donde las partfculas comprenden un material de resina que es copolimerizable con el material de resina de matriz;
(b) ensamblar una pluralidad de los materiales preimpregnados como un apilamiento de los mismos de manera que la capa recubierta de polvo de al menos uno de los materiales preimpregnados es adyacente a una capa de recubrimiento de polvo o superficie de resina de matriz de un material preimpregnado adyacente para formar al menos un paso de aire entre los materiales preimpregnados;
(c) someter el apilamiento a un vado para consolidar el apilamiento y retirar el aire de entre los materiales preimpregnados adyacentes del apilamiento, ventilando el al menos un paso de aire el aire de entre los materiales preimpregnados; y
(d) curar el material de resina de matriz para formar el elemento estructural.
La capa de recubrimiento de polvo es porosa al flujo de aire en una direccion a lo largo del plano de la capa de recubrimiento.
El termino «material preimpregnado» en esta memoria descriptiva de patente se refiere no solo a fibra completamente impregnada de resina sino tambien a productos secos y parcialmente impregnados que proporcionan una cantidad controlada de resina y refuerzo de fibra de manera que es un material de moldeo listo para usar que formara un laminado reforzado con fibra durante el procesamiento y curado posterior.
La presente invencion se basa en el hallazgo por parte de los presentes inventores de que un material preimpregnado, que puede ser un material preimpregnado completamente impregnado, puede estar provisto de una combinacion de propiedades de volumen y de superficie, en particular, un alto drapeado y una baja tenacidad superficial, que puede proporcionar una mejora en la retirada de aire de un apilamiento de materiales preimpregnados. El resultado es un material preimpregnado que puede proporcionar un contenido de huecos aun mas bajo en los materiales compuestos de matriz de resina reforzada con fibra curada resultantes. El material preimpregnado puede manipularse facilmente, debido a la baja tenacidad superficial, y laminarse en tres moldes perfilados dimensionalmente, debido al alto drapeado. El material preimpregnado tiene una aplicacion particular para la fabricacion de un elemento estructural alargado, tal como un larguero o viga, lo mas particularmente una tapa de larguero para un alabe de turbina eolica.
El material preimpregnado tiene una capa de recubrimiento, de partfculas de resina, capa de recubrimiento que es porosa al flujo de aire en una direccion a lo largo del plano del recubrimiento.
Cada lamina de material preimpregnado completamente impregnado puede tener un contenido de aire inicial bajo dentro del material preimpregnado, mas bajo que para un material preimpregnado parcialmente impregnado, y esto, a su vez, ayuda a la reduccion de la presencia de huecos dentro del material compuesto curado.
Tal estructura de material preimpregnado completamente impregnado retiene las fibras unidireccionales en la alineacion longitudinal correcta, y hay poca o ninguna distorsion de las fibras en una direccion transversal o a traves del espesor. El recubrimiento de polvo no afecta materialmente a la alineacion de fibra longitudinal. Esto no solo aumenta las propiedades mecanicas del elemento estructural, en particular, en comparacion con el uso de materiales semiimpregnados en donde la desalineacion es problematica, sino que reduce los tiempos de laminado en comparacion con los materiales semiimpregnados, porque los materiales semiimpregnados requieren un posicionamiento cuidadoso cuando se forma el apilamiento de material preimpregnado con el fin de minimizar la distorsion inadvertida de las fibras secas externas expuestas. La estructura de material preimpregnado completamente impregnado tambien evita los problemas de desolevacion y de ondulacion en el plano asociados con el uso de materiales semiimpregnados.
Las realizaciones preferidas de la presente invencion proporcionan, por tanto, un material preimpregnado que esta impregnado con una primera resina que tiene propiedades viscoelasticas para dar niveles altos de drapeado e impregnacion facil y rapida del material fibroso durante la fabricacion. El material preimpregnado impregnado despues se recubre sustancialmente con polvo, preferentemente sobre las superficies tanto superior como inferior para formar despues un material preimpregnado de baja tenacidad con un recubrimiento de polvo permeable al aire y tolerante a la temperatura. En algunas realizaciones, el recubrimiento cubre sustancialmente la superficie para evitar la migracion de la resina subyacente durante el almacenamiento y el laminado. En otras realizaciones, el recubrimiento cubre sustancialmente la superficie para evitar la migracion de la resina subyacente durante el almacenamiento y el laminado excepto en puntos localizados en los que puede omitirse para proporcionar zonas pequenas de resina adherente suficientes para adherir el material preimpregnado a las superficies de molde y otras pilas de material sin reducir las propiedades generales de ventilacion del material preimpregnado.
El recubrimiento de polvo se compone de un material de resina, de manera que el material de resina de las partfculas es copolimerizable con el material de resina de matriz.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
El recubrimiento de polvo puede componerse adicionalmente de otro material, que puede no ser una resina, siempre que el recubrimiento de polvo incluya partfculas que sobresalen hacia fuera del material de resina de matriz de manera que cuando una pluralidad de los materiales preimpregnados se ensamblen como un apilamiento de los mismos de manera que la capa de recubrimiento de polvo de al menos uno de los materiales preimpregnados sea adyacente a una capa recubierta de polvo o superficie de resina de matriz de un material preimpregnado adyacente, la capa de recubrimiento de polvo forme al menos un paso de aire entre los materiales preimpregnados. Durante la consolidacion al vado del apilamiento de material preimpregnado, que retira el aire de entre los materiales preimpregnados adyacentes del apilamiento, el al menos un paso de aire ventila el aire de entre los materiales preimpregnados.
Preferentemente, el recubrimiento de polvo tiene una baja densidad aparente. Preferentemente, el recubrimiento de polvo tiene temperaturas de fusion y de transicion vftrea mayores que las temperaturas de laminado y de almacenamiento previstas o especificadas para evitar el flujo y la sinterizacion de partfculas para mantener de este modo las propiedades de ventilacion de aire del recubrimiento durante el almacenamiento y posterior consolidacion al vado. Este recubrimiento proporciona una permeabilidad al aire mejorada sin exceso de desolevacion durante el curado para mantener la alineacion de fibra.
El recubrimiento de polvo puede formar una capa de partfculas continua o discontinua sobre la superficie de resina de matriz.
Preferentemente, el recubrimiento despues se fusiona y/o disuelve durante el proceso de curacion y es cocurable con la resina de matriz para evitar planos debiles potenciales de resina no reforzada.
El material preimpregnado puede calentarse para ayudar a la adhesion del polvo y el exceso de polvo no adherido tambien puede retirarse usando metodos de cepillado o de cuchillo de aire para dejar al menos una capa de polvo adherida sobre una superficie de material preimpregnado respectiva.
Disponiendo del recubrimiento de polvo, se hace posible usar una resina que tiene una viscosidad mas baja y que hubiera sido demasiado adherente para manipular como un material preimpregnado convencional. Esto permite que se forme un material preimpregnado mas drapeable a una temperatura de aplicacion dada y la viscosidad mas baja permite una impregnacion por fusion en caliente mas rapida y mas fiable del refuerzo de carbono.
Se ha descubierto que las resinas conocidas para su uso en otras aplicaciones de recubrimiento de resina mediante los metodos de recubrimiento de polvo son ideales para el recubrimiento de materiales preimpregnados porque las resinas pueden fluir durante la etapa de curado a temperatura elevada y despues cocurarse con la resina de matriz primaria. Estos materiales de resina estan disenados para no sinterizarse en el almacenamiento, la temperatura de transicion vftrea Tg y la temperatura de fusion Tm de estas resinas de recubrimiento son cada una tfpicamente superiores a 55 °C. Como tales, las resinas de recubrimiento son mas ngidas durante las temperaturas de laminado y no tienen tendencia a sinterizarse y fluir, manteniendo de este modo la estructura de ventilacion de aire del recubrimiento de polvo antes de y durante la consolidacion al vado. Las partfculas de polvo individuales no se fusionan y, por lo tanto, no anaden rigidez al material preimpregnado, a diferencia de una peftcula de resina solida o gasa difusora de fibra, y se mantiene el drapeado del material preimpregnado recubierto central. A diferencia de los recubrimientos de resina solida que se usan para formar canales o gasas difusoras de tejido que proporcionan pasos de aire junto a las fibras de gasas difusoras mediante un efecto de puenteado de laminas, se obtiene un espesor mas uniforme mediante el uso del recubrimiento de polvo, conduciendo a una ondulacion de fibra reducida despues de la consolidacion posterior.
Mediante la provision de un recubrimiento de polvo entre laminas de material preimpregnado del laminado, se maximizan las propiedades de ventilacion de aire interlaminar del laminado para una consolidacion de espesor dada, porque el espacio de ventilacion y la porosidad se concentran en la region interlaminar. El recubrimiento de polvo proporciona una permeabilidad al aire interlaminar mejorada sin excesiva consolidacion de espesor durante el curado, porque el material preimpregnado se ha impregnado completamente y la porosidad que proporciona permeabilidad al transporte de aire se dirige despues en la region interlaminar solo.
La porosidad formada entre dos laminas de material preimpregnado mediante el recubrimiento de polvo proporciona multiples redes de aire para ventilar el aire interlaminar. Ademas, el recubrimiento de polvo tiene un espesor muy uniforme. Estas caractensticas estructurales juntas proporcionan una mejor tolerancia a la laminacion localizada o presion en los bordes, que de otro modo podnan tender a causar un flujo de resina temprano y un bloqueo de via de aire antes o durante la consolidacion al vado.
El recubrimiento de polvo permite que se use una resina de viscosidad mas baja y mas adherente como la resina de matriz primaria en comparacion con las propiedades correspondientes de la resina de matriz primaria que se requerinan en ausencia de un recubrimiento de polvo con el fin de presentar una adherencia suficientemente baja para que el material preimpregnado sea facilmente manipulable. Por lo tanto, el material preimpregnado recubierto de polvo permite que el material preimpregnado con una adherencia dada emplee una resina de matriz primaria de baja viscosidad. Esto proporciona la ventaja de que tal resina de viscosidad mas baja es mas facil de impregnarse
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
por fusion en caliente en el refuerzo fibroso, proporcionando una velocidad de lmea mas rapida durante el proceso de impregnacion. Ademas, el material preimpregnado es mas drapeable, porque se emplea una resina de matriz primaria de viscosidad mas baja, y el material preimpregnado puede emplearse a temperatures de laminado mas bajas y puede usarse en una ventana de proceso extendida en comparacion con los materiales preimpregnados que emplean resinas de matriz de viscosidad mas alta.
El recubrimiento de polvo se adhiere de manera fiable y uniforme a la resina de matriz primaria adherente de baja viscosidad, y puede cubrir facilmente y con seguridad la superficie completa con una alta carga de polvo. Tal cobertura completa con alta carga de polvo proporciona propiedades mejoradas de ventilacion de aire de la capa de recubrimiento de polvo sobre la superficie de material preimpregnado.
En algunas realizaciones preferidas de la presente invencion, el recubrimiento de polvo puede proporcionar una superficie suficientemente seca y libre de adherencia que cuando el material preimpregnado se enrolla en un rollo, las capas de material preimpregnado adyacentes no se adhieren entre sf y el rollo puede desenrollarse de manera fiable cuando se requiere para su uso. Esto permite que el material preimpregnado se haga sin intercalacion de las capas con capas de material de soporte de liberacion, tal como polietileno, para reducir el coste eliminando este residuo consumible.
De acuerdo con las realizaciones preferidas de la presente invencion, un polvo de resina que tiene un tamano de parrtcula controlado se aplica en una cantidad controlada a una o mas superficies de material preimpregnado despues de la impregnacion de material preimpregnado para dar la combinacion de (a) una estructura de ventilacion de aire sobre la/s superficie/s de material preimpregnado y (b) un nivel controlado de propiedades de manipulacion y adherencia sobre un amplio intervalo de temperatura, por ejemplo, de 10 a 45 °C, que es un intervalo de temperatura rtpico para temperaturas de laminado de material preimpregnado. El tamano de parrtcula de polvo se selecciona para dar buenas propiedades de transpiracion y posterior almacenamiento de rollo de material preimpregnado.
Las partfculas de polvo se prefieren para fusionarse o disolverse en la resina de matriz durante el curado de la resina de matriz a temperatura elevada para evitar los huecos de aire y para evitar que se cause desorientacion de fibra por las parrtculas. La resina de las parrtculas y la resina de matriz cuando se curan pueden formar una matriz de resina curada de una sola fase.
Las partfculas de polvo pueden seleccionarse para tener un beneficio funcional secundario tal como uno o mas de endurecimiento, propiedades pirorresistentes, reduccion de impresion superficial y control de adherencia.
En las realizaciones preferidas de la invencion, las parrtculas se componen de resina, en particular, resina que forma una sola fase con la resina de matriz despues del curado, tal como las parffculas que incluyen o consisten en una resina termoestable. Sin embargo, algunas o todas las parffculas de la capa de recubrimiento de polvo pueden componerse de otros materiales, tales como uno o mas de materiales inorganicos (por ejemplo, para proporcionar endurecimiento y/o pirorresistencia), resinas termoplasticas (por ejemplo, para proporcionar endurecimiento), o materiales elastomericos (por ejemplo, para proporcionar endurecimiento), para proporcionar una funcion adicional, asf como proporcionar una superficie porosa de aire y baja adherencia al material preimpregnado.
Las partreulas particularmente preferidas se componen de resina de epoxi molida de alto peso molecular (Pm). Se ha descubierto que tales parffculas de resina de epoxi pueden comprender una composicion de resina curable que no incluye un agente de curacion. Esto puede emplearse sin ninguna reduccion significativa en las propiedades mecanicas del material compuesto finalmente curado. En cambio, la resina de partreula se disuelve en y se difunde a traves de la resina de matriz, y despues reacciona con el agente de curacion en la resina de matriz, que tambien reacciona como el agente de curacion en la resina de parffcula que se cocura, y se copolimeriza asf, con la resina de matriz.
Las parffculas de polvo pueden tener una Tg suficientemente alta para evitar la sinterizacion cuando el polvo se procesa y se manipula durante la fabricacion de material preimpregnado y posterior almacenamiento del material preimpregnado en forma de rollo. La ausencia de sinterizacion proporciona que la superficie de material preimpregnado recubierta con el polvo retenga una via de ventilacion permeable al aire hasta el laminado del material preimpregnado.
La superficie de polvo recubierta de polvo del material preimpregnado promueve el deslizamiento de las laminas de material preimpregnado durante el laminado y posterior consolidacion al vacfo. Esto proporciona un drapeado mejorado, y evita los defectos de puenteado de laminas, durante el laminado, particularmente cuando se fabrican las tapas de larguero de alabes de turbina eolica.
La viscosidad de la resina de matriz primaria del material preimpregnado, la distribucion de parrtculas, y la aplicacion de fabricacion se seleccionan para evitar que las partfculas se incorporen completamente a la resina durante la fabricacion de material preimpregnado y posteriores almacenamiento del material preimpregnado en forma de rollo. Las partfculas de polvo solo se adhieren a la superficie de material preimpregnado de manera que se forma una
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
porosidad de superficie interlaminar cuando las laminas de material preimpregnado se laminan entre sf
Las realizaciones preferidas de la presente invencion permiten, por lo tanto, la produccion de materiales preimpregnados de alta calidad, que pueden estar impregnados completa o parcialmente, con orientacion de fibra recta y ningun hueco intralaminar, que despues de la laminacion, la consolidacion al vado y el curado minimizan cualquier solevado y ondulacion en el curado proporcionando permeabilidad al aire en las regiones interlaminares del apilamiento de laminado.
De acuerdo con un aspecto adicional de la presente invencion, el recubrimiento de polvo comprende un material de aditivo de endurecimiento que se dispersa posteriormente en el material de resina de matriz durante el procesamiento del material preimpregnado, por ejemplo, cuando se fabrica el material compuesto reforzado con fibra, y actua como un aditivo de endurecimiento para el material compuesto reforzado con fibra.
En algunas realizaciones, el aditivo de endurecimiento puede fusionarse y/o disolverse durante el proceso de curacion y despues puede separarse en fases para formar una distribucion fina de dominios de endurecimiento. Como alternativa, en otras realizaciones, el aditivo de endurecimiento puede tener una dispersion fina inicial y puede no fusionarse o disolverse durante el proceso de curacion, disponiendo de la dispersion que forma una fase de una distribucion fina de dominios de endurecimiento.
Tal partfcula de tenacidad puede proporcionar no solo un endurecimiento aumentado sino tambien una transpiracion de aire aumentada durante el procesamiento, tal como se ha descrito en el presente documento.
Los inventores han descubierto que el uso de un recubrimiento de polvo de partfculas de polvo termoplastico o elastomerico para aumentar el endurecimiento a la fractura tambien aumenta la transpiracion de aire para crear un laminado de contenido de huecos mas bajo. Ademas, despues del procesamiento se proporciona una region interlaminar endurecida entre las laminas de material preimpregnado adyacentes. El laminado compuesto puede endurecerse eficazmente sin dispersion del aditivo de endurecimiento por toda la resina de matriz, pero mediante dispersion de las partfculas de endurecimiento en regiones interlaminares.
Las partfculas de polvo pueden no solo aumentar las propiedades de transpiracion de aire del material preimpregnado sino que tambien pueden aumentar las propiedades de manipulacion, incluso si las partfculas se presionan completamente o se impregnan en el material de resina de matriz, porque al cubren al menos parcialmente el material de resina de matriz adherente y reducen la adherencia de la superficie de material preimpregnado.
El polvo de material de aditivo de endurecimiento puede recubrirse en una superficie principal o ambas superficies principales del material preimpregnado. Tfpicamente, las partfculas de polvo pueden comprender una resina termoplastica o caucho elastomerico tal como, por ejemplo, uno o mas de los materiales seleccionados entre copolfmeros en bloque, poliimidas, polieter imidas, pulieter sulfonas, poliarilatos, oxidos de polifenileno, polieter eter cetonas, polifenilsulfonas, cauchos acnlicos, cauchos de silicona, termoplasticos de fenoxi, poliesteres, cauchos de nitrilo, u otras partfculas de resina polimerica conocidas para endurecer los materiales compuestos termoestables.
El polvo de material de aditivo de endurecimiento puede impregnarse completamente en, o impregnarse parcialmente en, o no impregnarse pero adherirse a, la respectiva superficie principal del material preimpregnado.
Tfpicamente, las partfculas de polvo pueden aplicarse a un peso de recubrimiento de 5-40 g/m2, aunque pueden usarse mayores cantidades de recubrimiento para aumentar adicionalmente el endurecimiento a la fractura.
En algunas realizaciones, las partfculas de endurecimiento pueden mezclarse con un material de resina que es copolimerizable con el material de resina de matriz, por ejemplo, el material de resina que comprende una resina de epoxido, o cualquier otra resina copolimerizable divulgada en el presente documento.
El tamano de partfcula debe ser lo suficientemente pequeno para lograr una mejora de endurecimiento, siendo tfpicamente menor que 250 micrometros, por ejemplo, de 50 a 2O0 micrometres.
En algunas realizaciones, el punto de fusion de la partfcula de endurecimiento esta por debajo de la temperatura de curacion del material de resina de matriz del material preimpregnado con el fin de mejorar la dispersion de partreulas y, por tanto, el endurecimiento.
Se ha descubierto que los parametros de endurecimiento GIC y GIIC de materiales compuestos aumentan en un 50200 % usando el recubrimiento de polvo de aditivo de endurecimiento de acuerdo con la invencion, sin reducir otras propiedades mecanicas.
En este aspecto de la invencion, el objetivo es proporcionar una region de intercalacion endurecida para aumentar las propiedades de endurecimiento a la fractura. Tradicionalmente, los termoplasticos o elastomeros se dispersan por toda la matriz de resina termoestable. Durante el curado del laminado, estas forman fases de caucho separadas
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
dentro de la matriz de resina. La presencia de estas fases aumenta las propiedades de endurecimiento a traves de varios mecanismos diferentes; a saber, puenteado de grietas, bandas de cizallamiento y cavitacion. Existen varias desventajas de este enfoque: el uso de termoplasticos o elastomeros aumenta el coste del sistema, la viscosidad del sistema de resina aumenta significativamente y se reducen otras propiedades (tales como las propiedades relacionadas con la rigidez).
De acuerdo con este aspecto de la invencion, mediante la provision de las partfculas de endurecimiento solo en las regiones interlaminares del material compuesto, se aumenta el endurecimiento con una reduccion minima de las propiedades relacionadas con la rigidez. Ademas, se reduce el coste del material, porque se usa una cantidad neta mas baja de aditivo endurecedor, y la viscosidad de la resina permanece sin cambios.
Por lo tanto, en el presente documento se divulga un material preimpregnado para la fabricacion de un material compuesto reforzado con fibra, comprendiendo el material preimpregnado un cuerpo que comprende una capa de refuerzo fibroso impregnado con un material de resina de matriz, y una capa de recubrimiento de polvo en al menos una superficie principal del cuerpo e incrustada en el material de resina de matriz en la superficie principal del cuerpo, donde la capa de recubrimiento de polvo comprende un material de aditivo de endurecimiento comprendido de una resina polimerica seleccionada entre al menos una o mas de una resina termoplastica y un caucho elastomerico.
En una realizacion, el cuerpo tiene dos superficies principales opuestas y la capa de recubrimiento de polvo esta sobre ambas superficies principales. En otra realizacion, la capa de recubrimiento de polvo cubre sustancialmente la al menos una superficie principal.
Opcionalmente, la capa de refuerzo fibroso esta completamente impregnada por el material de resina de matriz.
Tfpicamente, el material preimpregnado es alargado y se extiende en una direccion longitudinal y la capa de refuerzo fibroso es un refuerzo fibroso unidireccional que se extiende en la direccion longitudinal del material preimpregnado.
Opcionalmente, el material de resina de matriz se compone de una resina termoestable, por ejemplo, resina de epoxi.
Opcionalmente, el material de aditivo de endurecimiento esta comprendido de uno o mas materiales seleccionados entre copolfmeros en bloque, poliimidas, polieter imidas, pulieter sulfonas, poliarilatos, oxidos de polifenileno, polieter eter cetonas, polifenilsulfonas, cauchos acnlicos, cauchos de silicona, termoplasticos de fenoxi, poliesteres, cauchos de nitrilo, u otras partfculas de resina polimerica conocidas para endurecer los materiales compuestos termoestables.
Opcionalmente, el material de aditivo de endurecimiento se mezcla con un material de resina que es copolimerizable con el material de resina de matriz.
Opcionalmente, el material de aditivo de endurecimiento se aplica a un peso de recubrimiento de 5 a 40 g/m2
Opcionalmente, el material de aditivo de endurecimiento tiene un tamano de partfcula menor que 250 micrometros, opcionalmente de 50 a 200 micrometros.
Opcionalmente, el material de aditivo de endurecimiento tiene un punto de fusion por debajo de la temperatura de curacion del material de resina de matriz del material preimpregnado.
Preferentemente, el material preimpregnado se forma como un rollo enrollado del material preimpregnado, opcionalmente donde las capas de material preimpregnado adyacentes del rollo no estaban adheridas sustancialmente entre sf
Las realizaciones de la presente invencion se describiran ahora solo a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en donde:
la Figura 1 es un dibujo en seccion transversal esquematico de un material preimpregnado para formar un material compuesto reforzado con fibra de acuerdo con una primera realizacion de la presente invencion; la Figura 2 es un dibujo en seccion transversal esquematico de un laminado que comprende un apilamiento de dos materiales preimpregnados de la Figura 1;
la Figura 3 es un dibujo en seccion transversal esquematico de un material preimpregnado para formar un material compuesto reforzado con fibra de acuerdo con segunda realizacion de la presente invencion; la Figura 4 es un dibujo en seccion transversal esquematico de un laminado que comprende un apilamiento de dos materiales preimpregnados de la Figura 3;
la Figura 5 es una vista lateral esquematica de una realizacion de un aparato para la fabricacion de un material preimpregnado de la Figura 3;
la Figura 6 es una vista lateral esquematica de otra realizacion de un aparato para la fabricacion de un material
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
preimpregnado de la Figura 3;
la Figura 7 es una vista lateral esquematica de una realizacion adicional de un aparato para la fabricacion de un material preimpregnado de la Figura 3;
la Figura 8 es un dibujo en seccion transversal esquematico de un aparato para someter a ensayo la permeabilidad al aire de un laminado que comprende un apilamiento de dos materiales preimpregnados; la Figura 9 es una grafica que muestra la relacion entre las resinas de matriz de material preimpregnado de viscosidad y temperatura compleja usadas en los Ejemplos de la invencion y Ejemplos comparativos no segun la invencion;
las Figuras 10 a 15 son graficas que muestran la relacion entre la permeabilidad al aire y el tiempo para los materiales preimpregnados segun los Ejemplos de la invencion y materiales preimpregnados de los Ejemplos comparativos no segun la invencion;
la Figura 16 es una vista en planta esquematica de una gasa difusora de poliester aplicada a las superficies principales de un material preimpregnado de los Ejemplos comparativos no segun la invencion; y la Figura 17 es una fotomicrograffa que muestra una vista en perspectiva de un material preimpregnado recubierto con una capa de recubrimiento de polvo segun una realizacion de la presente invencion.
En referencia a las Figuras 1 y 2, se muestra un material preimpregnado 2 de acuerdo con una primera realizacion de la presente invencion. Para mayor claridad de ilustracion, algunas dimensiones de los dibujos estan exageradas y solo se muestran algunas de las fibras.
El material preimpregnado 2 comprende una capa de refuerzo fibroso 4, ilustrado como una pluralidad de filamentos o haces de fibra 5, que esta sustancial y completamente impregnada de una resina 6 de matriz. La completa impregnacion proporciona que las superficies 8, 10 principales opuestas del material preimpregnado 2 comprenden superficies de resina. La resina 6 es tipicamente una resina funcional epoxi que incluye un agente de curacion latente, tal como se conoce en la tecnica. Pueden emplearse otras resinas, particularmente resinas termoestables. El refuerzo fibroso 4 comprende fibras 14 hechas de vidrio, carbono, aramida o materiales similares. Las fibras 14 son unidireccionales (UD), orientandose en una direccion longitudinal comun perpendicular al plano de los dibujos de las Figuras 1 y 2. Preferentemente, el material preimpregnado 2 es alargado y se extiende en una direccion longitudinal y la capa de refuerzo fibroso 4 es un refuerzo fibroso unidireccional que se extiende en la direccion longitudinal del material preimpregnado 2.
Lo mas tfpicamente, para la fabricacion de un elemento estructural de fibra de carbono tal como una tapa de larguero, el refuerzo fibroso 4 comprende 100-900 g/m2, y mas preferentemente de 400 a 800 g/m2, tfpicamente 600 g/m2, de fibra de carbono unidireccional en una matriz de resina de epoxi o vinil ester.
Lo mas tfpicamente, para la fabricacion de un elemento estructural de fibra de vidrio tal como una tapa de larguero, el refuerzo fibroso 4 comprende 500-2.400 g/m2, y mas preferentemente 1.200-1.600 g/m2 de fibra de vidrio unidireccional en una matriz de resina de epoxi o vinil ester.
El espesor del material preimpregnado puede variar tfpicamente de 0,1 a 1,5 mm. Un espesor de material de preimpregnado tfpico para fibra de vidrio, en particular, fibra de vidrio unidireccional, es aproximadamente de 1,2 mm, mientras que un espesor de material preimpregnado tfpico para fibra de carbono, en particular, fibra de carbono unidireccional, es aproximadamente de 0,6 mm.
Una capa de recubrimiento de polvo 16 de material de resina esta sobre al menos una superficie 8 principal del cuerpo 18 que comprende el refuerzo fibroso 4 y la resina 6 de matriz. La capa de recubrimiento de polvo 16 se adhiere a la resina 6 de matriz. Las partfculas de polvo se adhieren a la superficie de resina de matriz primaria externa mediante la adherencia inherente de la resina 6 de matriz primaria. En la realizacion de las Figuras 1 y 2, la capa de recubrimiento de polvo 16 sobre solo una superficie 8 principal del cuerpo 18.
En la realizacion ilustrada, la capa de recubrimiento de polvo 16 cubre sustancialmente la al menos una superficie principal 8. Como alternativa, la capa de recubrimiento de polvo 16 cubre parcialmente la al menos una superficie 8 principal y deja al menos algunas areas no recubiertas 20, tal como se muestra en la Figura 1 solo, que exponen el material de resina 6 de matriz. Opcionalmente, las areas no recubiertas 20 se disponen en un conjunto mutuamente espaciado.
La capa de recubrimiento de polvo 16 incluye partfculas 21 de resina que tfpicamente tienen un tamano de partfcula de 25 a 2.000 micrometros, opcionalmente de 50 a 1.000 micrometros, mas opcionalmente de 75 a 750 micrometres, aun mas opcionalmente de 100 a 600 micrometros, todavfa mas opcionalmente de 175 a 500 micrometros, aun mas opcionalmente de 250 a 500 micrometros. Preferentemente, al menos el 50 % de las partfculas 21 de la capa de recubrimiento de polvo 16 tienen un tamano de partfcula de 25 a 2.000 micrometros, opcionalmente de 50 a 1.000 micrometros, mas opcionalmente de 75 a 750 micrometros, aun mas opcionalmente de 100 a 600 micrometros, todavfa mas opcionalmente de 175 a 500 micrometros, aun mas opcionalmente de 250 a 500 micrometros.
En las Figuras 1 a 4, las partfculas 21 se muestran esquematicamente como esfericas. Esto es meramente ilustrativo y las partfculas pueden ser esfericas o mas tfpicamente irregulares en forma tridimensional. Tal forma tridimensional
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
irregular proporciona la ventaja de que las partfculas tienen una incidencia reducida de impregnarse de la resina de matriz y, por lo tanto, sumergirse dentro de la resina de matriz, y tambien la forma irregular aumenta la propension de los pasos de aire a formarse entre la/s capa/s de recubrimiento de polvo o la capa de recubrimiento de polvo y una superficie de resina de matriz, tal como se ha descrito anteriormente en el presente documento.
Las partfculas 21 sobresalen hacia fuera de la superficie de resina de matriz, y tfpicamente para al menos una mayona (50 %) de las partfculas en la capa de recubrimiento de polvo, mayor del 50 %, mas tfpicamente mayor del 75 % de la altura de partfcula se expone por encima de la superficie de resina de matriz.
La capa de recubrimiento de polvo 16 de material de resina tfpicamente tiene un peso de recubrimiento de 5 a 50 gramos por metro cuadrado, opcionalmente de 10 a 30 gramos por metro cuadrado, mas opcionalmente de 15 a 25 gramos por metro cuadrado.
En algunas realizaciones, la capa de recubrimiento de polvo 16 comprende partfculas 21 de polvo que tienen un peso de recubrimiento de 15 a 25 gramos por metro cuadrado de partfculas 21 que tienen un tamano de partfcula de 250-500 micrometros, comprendiendo opcional y adicionalmente partfculas 21 de polvo en un peso de recubrimiento de 1 a 5 gramos por metro cuadrado de partfculas 21 que tienen un tamano de partfcula de 2-100 micrometros. Las partfculas mas pequenas 21 pueden encajar entre las partfculas 21 mas grandes para reducir la adherencia de la superficie 8 de resina recubierta de polvo.
Tfpicamente, la capa de recubrimiento de polvo 16 comprende sustancialmente una monocapa de partfculas de polvo 21 sobre la superficie 8 principal del cuerpo 18. La monocapa puede ser continua o discontinua. Las partfculas 21 de polvo tfpicamente se incrustan parcialmente en el material de resina 6 de matriz en la superficie 8 principal del cuerpo 18.
El material de resina 6 de matriz y el material de resina de la capa de recubrimiento de polvo 16 tfpicamente se componen ambos de una resina termoestable, y tfpicamente el material de resina 6 de matriz y el material de resina de la capa de recubrimiento de polvo 16 son cada uno una resina de epoxi. Por consiguiente, el material de resina 6 de matriz y el material de resina de la capa de recubrimiento de polvo 16 son copolimerizables.
En una realizacion preferida, cuando tanto el material de resina de la capa de recubrimiento de polvo 16 como el material de resina 6 de matriz esta en un estado fundido, el material de resina de la capa de recubrimiento de polvo 16 es soluble en el material de resina 6 de matriz. Tfpicamente, el material de resina de la capa de recubrimiento de polvo 16 tiene un punto de fusion mas alto que el material de resina 6 de matriz, y adicionalmente el material de resina de la capa de recubrimiento de polvo 16 tiene una Tg mas alta que el material de resina 6 de matriz. Opcionalmente, el punto de fusion del polvo esta por debajo de 85 °C.
En referencia a la Figura 2, plural (por ejemplo, dos, tal como se ilustra, o mas) de los materiales preimpregnados 2 de la Figura 1 se laminan como un apilamiento 22, disponiendo de la capa de recubrimiento de polvo 16 de un material preimpregnado 2 que es adyacente a y esta en contacto con la superficie 10 de material de resina de matriz no recubierta del material preimpregnado 2 adyacente del apilamiento 22. Las partfculas 21 de polvo de la capa de recubrimiento de polvo 16 se intercalan entre y estan en contacto con las superficies 10, 8 de resina opuestas y proporcionan uno o mas pasos 24 entre las superficies 10, 8 de resina opuestas de los materiales preimpregnados 2 adyacentes. En consecuencia, el aire es libre de circular a traves del/de los paso/s en una direccion a lo largo de la capa de recubrimiento de polvo 16 a lo largo de la interfaz 23 entre las superficies 10, 8 de resina opuestas de los materiales preimpregnados 2 adyacentes.
El tamano de partfcula y la distribucion de las partfculas 21 de polvo de la capa de recubrimiento de polvo 16 se seleccionan para proporcionar una via de transporte de aire que es suficiente para la estructura, el area y la configuracion del producto que se va a fabricar a su vez, de manera que la via de transporte de aire general para cualquier area dada del producto es suficiente. Se ha descubierto que un tamano y distribucion de partfculas, tal como se ha descrito anteriormente, proporciona de manera fiable una retirada de aire eficaz para una diversidad de configuraciones de laminado diferentes sin proporcionar inmiscibilidad de resina que, a su vez, podna dar como resultado problemas de huecos.
En la realizacion alternativa de la Figura 3, una capa de recubrimiento de polvo 16 respectiva tal como se ha descrito anteriormente esta sobre una respectiva de dos superficies 8, 10 principales opuestas del cuerpo 18 de un material preimpregnado 26 que tiene la estructura tal como se ha descrito anteriormente. Esto proporciona que, cuando varios materiales preimpregnados 26 se laminan como un apilamiento 28, tal como se muestra en la Figura 4, dos capas de recubrimiento de polvo 16, una sobre cada superficie 10, 8 de material preimpregnado opuesta, se acoplan juntas entre cada par de materiales preimpregnados 26 para proporcionar uno o mas pasos 25 entre las capas de recubrimiento de polvo opuestas 16 de los materiales preimpregnados adyacentes 26. Esta modificacion proporciona un contenido de paso de aire aun mas alto entre las capas de material de resina de matriz 6 con el fin de potenciar ademas las propiedades de transporte de aire entre los materiales preimpregnados 26 adyacentes.
Para cualquier realizacion, cuando el material preimpregnado 2, 26 recubierto se forma como un rollo enrollado del
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
material preimpregnado, donde los recubrimientos de polvo 16 de capas de material preimpregnado adyacente del rollo estan en contacto directamente entre s^ o en contacto con la superficie 10 de resina opuesta, los recubrimientos de polvo 16 adyacentes o el recubrimiento 16 y la superficie de resina opuesta 10 pueden no adherirse sustancialmente entre sf de manera que una capa intermedia de material de liberacion, tal como polietileno, pueda evitarse. Esto reduce los costes de produccion y evita la necesidad de eliminacion de la lamina de liberacion de la capa intermedia.
Las realizaciones de las Figuras 1 a 4 ilustran los materiales preimpregnados 2, 26 completamente impregnados en donde no estan presentes sustancialmente ninguna fibra seca y sustancialmente todo el esfuerzo fibroso 4 esta impregnado con la resina 6 de matriz. Sin embargo, la invencion tambien puede emplearse con materiales preimpregnados parcialmente impregnados o incluso no impregnados donde esta presente una superficie de resina externa que se recubre con la capa de recubrimiento de polvo 16. Tal material preimpregnado parcialmente impregnado puede incluir una capa central de fibras secas entre capas de resina externas, o canales de fibra seca en una superficie de resina externa. Tal material preimpregnado parcialmente impregnado o no impregnado puede incluir una o mas capas de fibras secas adyacentes a al menos una capa de resina, estando una superficie de resina externa recubierta con el recubrimiento de polvo. Para cualquiera de estas realizaciones, el recubrimiento de polvo puede controlar la adherencia de la pelfcula de resina que es mas uniforme a traves de un intervalo de temperatura mas amplio y, opcionalmente, las areas de resina libres de polvo pueden proporcionar puntos de resina adherentes si se requieren para algunas aplicaciones.
En referencia a la Figura 5, se muestra un dibujo en perspectiva esquematico que muestra una realizacion de un metodo para la fabricacion del material preimpregnado de la Figura 3. En la realizacion ilustrada, el material preimpregnado 26 se fabrica tfpicamente mediante la impregnacion del refuerzo fibroso 4 desde los lados opuestos, usando dos pelfculas de resina y disponiendo del refuerzo fibroso 4 intercalado entre las mismas. Durante la etapa de impregnacion, cada pelfcula de resina se impregna hacia el centro de la capa de refuerzo fibroso 4, y las dos resinas se unen en el centro para formar un material preimpregnado completamente impregnado con resina 6 que se extiende a traves de todo el espesor del refuerzo fibroso 4. Despues de la impregnacion, las superficies 8, 10 principales opuestas del material preimpregnado 26 se protegen temporalmente del dano o depositos inadvertidos recubriendose de almas protectoras respectivas, por ejemplo, hojas de papel.
En una realizacion alternativa, el material preimpregnado se fabrica mediante la provision de una capa de resina entre dos capas de refuerzo fibroso y la resina se impregna hacia fuera en las fibras. En una realizacion alternativa adicional, el material preimpregnado se fabrica mediante la provision de una capa de resina adyacente a entre una capa de refuerzo fibroso y la resina se impregna hacia fuera en la superficie adyacente de la capa fibrosa.
Tal como se muestra en la Figura 5, que muestra dimensiones exageradas para mayor claridad de ilustracion, el material preimpregnado 26 que lleva las hojas de papel protectoras 30, 32 se alimenta mediante un par de rodillos de presion 34 hacia una estacion de recubrimiento 36. Antes de la estacion de recubrimiento 36, las hojas de papel protectoras 30, 32 se retiran tirandose parcialmente alrededor de los respectivos rodillos 38, 40 y enrollandose alrededor de los respectivos rodillos de recogida 42, 44. El material preimpregnado 26 con las superficies 8, 10 superior e inferior expuestas se transporta despues a traves de la estacion de recubrimiento 36.
En la estacion de recubrimiento 36, las partfculas 46 del recubrimiento de polvo de material de resina se aplican simultaneamente a las superficies 8, 10 principales opuestas mediante un par de cepillos magneticos electrostaticos 48, enfrentandose cada uno a una superficie 8, 10 respectiva a recubrir. Tal cepillo magnetico electrostatico 48 se conoce en la tecnica. Una racleta 50 controla la carga de partfculas 46 de material de resina en el rodillo de cepillo 52 para proporcionar una capa 53 uniforme de partfculas 46 que recubren toda la superficie 8, 10 del material preimpregnado 26. El material preimpregnado 26 recubierto se hace pasar despues a traves de un par de rodillos de consolidacion 54 que tienen tfpicamente una superficie 56 compuesta de un material liberable tal como PTFE. Los rodillos de consolidacion 54 aplican presion y, opcionalmente, calor, para asegurar que las partfculas 46 se adhieren con seguridad a las superficies 8, 10 de resina de matriz primarias para formar una capa 53 de recubrimiento homogenea uniforme. Los rodillos de consolidacion 54 pueden calentarse opcionalmente para ayudar a la etapa de adhesion, pero a una temperatura que no causa la fusion o curacion de la resina o causa que las partfculas se sumerjan en la resina de matriz, por ejemplo, a una temperatura mayor que la temperatura ambiente (20 °C) hasta 40 °C.
Despues, el material preimpregnado 26 recubierto se transporta a una estacion de aplicacion 58 de la capa de soporte en la que un alma de soporte 60, 62 de material de liberacion, tal como papel recubierto con silicona o material de plastico, por ejemplo, polietileno o polipropileno, se aplica a cada superficie 8, 10 recubierta de polvo. Los almas de soporte 60, 62 se desenrollan cada una a partir de un carrete respectivo 64, 66 y el intercalado 65 del alma de soporte 60, material preimpregnado 26 recubierto, alma de soporte 62 se hace pasar continuamente entre un par de rodillos de aplicacion 67 y despues a traves de un par de rodillos de presion 68.
El conjunto resultante comprende un intercalado 69 de tres capas de capa de material de resina de recubrimiento de polvo/capa de material preimpregnado que comprende refuerzo de fibra en la capa de material de resina de matriz primaria/capa de material de resina de recubrimiento de polvo que se localiza temporalmente entre las capas de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
alma de soporte 60, 62.
Tal como se ha descrito anteriormente, en algunas realizaciones, las capas de alma de soporte 60, 62 pueden omitirse cuando las capas de material de resina de recubrimiento de polvo no se autoadhieren cuando el material preimpregnado se enrolla en un rollo.
Tfpicamente, el material preimpregnado 2, 26 tiene una longitud indeterminada o no espedfica en la direccion longitudinal de orientacion de las fibras 14, y se suministra como un rollo, por ejemplo, sobre un nucleo cilmdrico. El material preimpregnado 2, 26, cuando se usa para fabricar un elemento estructural alargado tal como una tapa de larguero, tal como se ha descrito anteriormente en el presente documento, tiene un ancho relativamente estrecho, de manera que puede fabricarse un larguero o viga alargados. Sin embargo, el material preimpregnado puede fabricarse mediante la formacion de una hoja mas ancha inicial de longitud no espedfica, disponiendo de la hoja que posteriormente se corta longitudinalmente en una pluralidad de tiras mas estrechas, o se corta para proporcionar una forma plana deseada, definiendo cada una un material preimpregnado respectivo 2.
En referencia a la Figura 6, se muestra un dibujo en perspectiva esquematico que muestra otra realizacion de un metodo para la fabricacion del material preimpregnado de la Figura 3. En la realizacion ilustrada, tal como para la realizacion de la Figura 5, el material preimpregnado 26, disponiendo de las hojas de papel protectoras 30, 32, se retira en los rodillos 38, 40, y despues el material preimpregnado 26 se alimenta a traves de dos estaciones de recubrimiento 70, 71 sucesivas.
En las estaciones de recubrimiento 70, 71 primera y segunda, las partfculas 46 del recubrimiento de polvo de material de resina se aplican sucesivamente a las superficies 8, 10 principales opuestas mediante una dispersion del polvo sobre la superficies 8, 10 bajo la accion de la gravedad. Despues de que la superficie superior 8 se haya recubierto en la primera estacion de recubrimiento 70, el material preimpregnado 26 recubierto se hace pasar despues a traves de un primer par de rodillos de consolidacion 72 que se calientan opcionalmente y tfpicamente tienen una superficie 75 compuesta de un material liberable tal como PTFE. Los rodillos de consolidacion 72 aplican presion, y calor opcional, para asegurar que las partfculas 46 se adhieran con seguridad a la superficie 8 de resina de matriz primaria para formar una capa de recubrimiento homogenea uniforme. Despues, el material preimpregnado 26 se hace pasar alrededor de un primer rodillo de inversion 73 para que gire en un angulo de 180 grados, convirtiendose la superficie 10 inferior previa en la superficie superior. En el primer rodillo de inversion 73, la superficie 8 recubierta de polvo externa radialmente esta recubierta por un primer alma de soporte alargado 74 de material de liberacion, tal como papel recubierto con silicona o material de plastico, por ejemplo, polietileno o polipropileno, que se aplica a la superficie 8 recubierta de polvo. El alma de soporte 74 se desenrolla de un carrete 76.
La superficie 10 superior ahora invertida se recubre despues mediante partfculas 46 del recubrimiento de polvo de material de resina que se aplican a la superficie 10 mediante dispersion del polvo sobre la superficie bajo la accion de gravedad en la segunda estacion de recubrimiento 71. El material preimpregnado 26 recubierto de polvo de doble cara se hace pasar despues a traves de un par de rodillos de consolidacion 78 que se calientan opcionalmente y que tienen tfpicamente una superficie 80 compuesta de un material liberable tal como PTFE. Los rodillos de consolidacion 78 aplican presion, y calor opcional, para asegurar que las partfculas 46 se adhieran con seguridad a la superficie 10 de resina de matriz primaria para formar una capa de recubrimiento homogenea uniforme. Despues, el material preimpregnado 26 se hace pasar alrededor de un segundo rodillo de inversion 82 para que gire en un angulo de 180 grados, convirtiendose de nuevo la superficie 8 inferior previa en la superficie superior. El conjunto del material preimpregnado 26 recubierto de polvo de doble cara y el alma de soporte 74 de material de liberacion se transporta despues a una estacion 84 de aplicacion de capa de soporte en la que un segundo alma de soporte 86 alargado de material de liberacion, tal como papel recubierto con silicona o material de plastico, por ejemplo, polietileno o polipropileno, se aplica a la superficie recubierta de polvo 10. El alma de soporte 86 se desenrolla de un carrete 88 respectivo y el intercalado del primer alma de soporte 74, el material preimpregnado 2 recubierto, el segundo alma de soporte 86 se hace pasar continuamente entre un par de rodillos de aplicacion 90.
En referencia a la Figura 7, se muestra un dibujo en perspectiva esquematico que muestra una realizacion adicional de un metodo para la fabricacion del material preimpregnado de la Figura 3. En la realizacion ilustrada, tal como para la realizacion de la Figura 5, el material preimpregnado 26, disponiendo de las hojas de papel protectoras 30, 32, se retira en los rodillos 38, 40, se alimenta a traves de una estacion de recubrimiento 100 que recubre simultaneamente ambas superficies 8, 10 con una capa de recubrimiento de polvo respectiva.
En la estacion de recubrimiento 100, las partfculas 46 del recubrimiento de polvo de material de resina se aplican simultaneamente a las superficies 8, 10 principales opuestas mediante respectivas pistolas de pulverizacion triboelectrostaticas 102, cada una de las cuales pulveriza el polvo sobre una respectiva de las superficies 8, 10 de material preimpregnado opuestas. Las pistolas de pulverizacion triboelectrostaticas 102 se localizan dentro de una cabina 104 de pulverizacion cerrada sustancialmente que tiene aberturas 106, 108 aguas arriba y aguas abajo para recibir y emitir el material preimpregnado 26. En la parte inferior de la cabina 104 se proporciona un recolector 136 para pulverizar en exceso el polvo. Aguas abajo de cada pistola de pulverizacion triboelectrostatica 102 hay un respectivo chorro de aire 110, 112 procedente de una respectiva boquilla 114, 116 que esta dirigida hacia una
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
superficie 8, 10 de material preimpregnado respectiva en una orientacion trasera aguas arriba. Los chorros de aire 110, 112 empujan las partfculas 46 de polvo aguas arriba contra el transporte aguas abajo del material preimpregnado 26 de manera que las partfculas 46 de polvo se recubren uniformemente sobre las respectivas superficies 8, 10 de material preimpregnado.
El material preimpregnado 26 recubierto se hace pasar despues a traves de un par de rodillos de consolidacion 118 que se calientan opcionalmente y que tienen tfpicamente una superficie 120 compuesta de un material liberable tal como PTFE. Los rodillos de consolidacion 118 aplican presion, y calor opcional, para asegurar que las partfculas 46 se adhieren con seguridad a las superficies 8, 10 de resina de matriz primarias para formar una capa de recubrimiento homogenea uniforme.
Despues, el material preimpregnado 26 recubierto se transporta a una estacion de aplicacion 122 de la capa de soporte en la que un alma de soporte 124, 126 de material de liberacion, tal como papel recubierto con silicona o material de plastico, por ejemplo, polietileno o polipropileno, se aplica a cada superficie 8, 10 recubierta de polvo. Los almas de soporte 124, 126 se desenrollan cada una a partir de un carrete 128, 130 respectivo y el intercalado del alma de soporte 124, material preimpregnado 26 recubierto, alma de soporte 126 se hace pasar continuamente entre un par de rodillos de aplicacion 132 y despues a traves de un par de rodillos de presion 134.
Con el fin de fabricar un material compuesto de resina de matriz reforzado con fibra a partir de los materiales preimpregnados de la presente invencion, los materiales preimpregnados se laminan como un apilamiento y despues se someten a consolidacion al vado y curacion.
Durante el laminado de los materiales preimpregnados, tal como se muestra en las Figuras 2 y 4, cada capa de recubrimiento de polvo se dispone adyacente a una capa de recubrimiento de polvo o, si esta presente, una superficie de resina de matriz primaria, de un material preimpregnado adyacente del apilamiento. El laminado resultante, particularmente para formar un larguero, puede comprender un unico cuerpo plano, aunque pueden emplearse otras formas y configuraciones. Con el fin de modificar el modulo de flexion del larguero a lo largo de su longitud, se conoce el cambio del ancho de seccion. En este caso, las secciones en forma de trapecio o triangular, asf como las tiras paralelas, tambien pueden cortarse de la hoja mas ancha para evitar el desperdicio de cualquier material preimpregnado.
Las capas de recubrimiento de polvo del material preimpregnado tienen propiedades de transporte de aire de manera que cuando se forma un apilamiento multilaminar de materiales preimpregnados, y el apilamiento multilaminar se somete a vado en una etapa de consolidacion, se puede evacuar facilmente el aire que esta presente cerca de las superficies de los materiales preimpregnados y entre las laminas de material preimpregnado en las interfaces entre las mismas.
En particular, la resina de la capa de recubrimiento de polvo se selecciona de manera que tenga una viscosidad relativamente alta y una adherencia relativamente baja para proporcionar pasos de aire entre los materiales preimpregnados adyacentes que se mantienen durante la consolidacion al vado, mientras que, en comparacion, la resina de matriz primaria del material preimpregnado se selecciona de manera que tenga una viscosidad relativamente baja y una adherencia relativamente alta.
La combinacion de la resina de matriz primaria y las fibras unidireccionales se selecciona tfpicamente de manera que proporcione una drapeabilidad relativamente alta y rigidez baja, tanto en (a) direccion de longitud longitudinal, que es la longitud de orientacion de las fibras unidireccionales, como en (b) direccion transversal ortogonal a la misma. Las capas de recubrimiento de polvo evitan que las capas de material preimpregnado adyacentes se unan prematuramente entre sf o a las superficies del molde e incluso pueden permitir que las capas de material preimpregnado se deslicen una sobre otra despues del laminado y la drapeabilidad del preimpregnado no se disminuye por la presencia de las capas de recubrimiento de polvo.
La capa de recubrimiento de polvo proporciona una rugosidad superficial que incorpora pasos entre las partfculas de polvo que mejora la creacion y el mantenimiento de la separacion entre las superficies de resina de matriz primaria de las capas de material preimpregnado adyacentes en el apilamiento de laminado. Los pasos actuan para proporcionar pasos de aire a lo largo de la longitud de laminado y a traves del ancho de laminado que aumenta considerablemente la retirada de aire durante la consolidacion al vado. Esto, a su vez, proporciona un contenido de huecos reducido.
Durante la curacion posterior, cuando se fabrica el artfculo de material compuesto de matriz de resina reforzado con fibra, los materiales preimpregnados se someten a una temperatura de curacion elevada. Esto causa que tanto la resina de matriz fluya como que las partfculas de resina se fusionen o disuelvan en la matriz de resina. La resina de las partfculas se fusiona o disuelve en la resina de matriz para formar una mezcla de resina que, al menos en las superficies externas de los materiales preimpregnados, es sustancialmente homogenea. Esta mezcla de resina se cura despues, y la resina de las partfculas se cocura con la resina de matriz para formar un copolfmero curado. Por consiguiente, en el material compuesto curado final, la matriz de resina curada final es una unica fase, una matriz de resina sustancialmente homogenea que tiene propiedades mecanicas sustancialmente uniformes y altas.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Los materiales preimpregnados de la presente invencion tienen una aplicacion particular en la fabricacion de tapas de larguero de fibra de carbono o fibra de vidrio como parte de un larguero moldeado macho, que comprende un larguero y un conjunto de alma de cizallamiento, para los alabes de turbina eolica fabricados usando materiales preimpregnados en tecnicas de fabricacion de alabes conocidas tfpicas. Como alternativa, las tapas de largueros de fibra de carbono o fibra de vidrio pueden formarse como un artfculo discreto, por ejemplo, para emplearse en combinacion con alabes de turbina eolica fabricados usando una infusion de resina tipica. Los materiales preimpregnados de la presente invencion tambien pueden usarse en otras aplicaciones para la fabricacion de laminados de material compuesto reforzados con fibra unidireccional de seccion espesa.
El material preimpregnado de la presente invencion, en particular, permite la produccion de laminados de fibra de carbono de bajo contenido de huecos en tapas de largueros moldeados machos.
Cuando se fabrica un producto en donde el elemento estructural alargado se forma integralmente dentro de otras secciones de laminado compuesto del producto, tal como un alabe de turbina eolica donde cada larguero unidireccional esta rodeado por material compuesto biaxial, la evacuacion de aire puede estar ayudada por el apilamiento de materiales preimpregnados para formar el elemento estructural alargado que esta rodeado, durante la fase de consolidacion al vado, por el refuerzo fibroso seco. Estas fibras secas tienen alta permeabilidad y permiten el transporte de gases atrapados de vuelta a la fuente de vado en un molde de compuesto grande. Tal refuerzo fibroso seco puede estar presente en un material preimpregnado parcialmente impregnado, tal como un material semiimpregnado, o en un producto tal como el material SPRINT® del solicitante, que comprende una capa de resina central discreta con superficies externas de fibra seca.
Cuando los materiales preimpregnados se forman en un apilamiento multilaminar para formar un elemento alargado estructural tal como un larguero, tfpicamente de 2 a 30 capas de material preimpregnado unidireccional se apilan para proporcionar un espesor de material unidireccional. Dependiendo del diseno de larguero, el material multiaxial se anade despues seguido de capas repetidas del material preimpregnado unidireccional, de nuevo otro tfpicamente de 2 a 30 capas de material preimpregnado unidireccional que se apilan para proporcionar un espesor adicional de material unidireccional en la tapa de larguero. Este proceso puede repetirse para dar un espesor final en la tapa de larguero final de aproximadamente 25 a 75 mm.
El objetivo es maximizar la cantidad de material unidireccional en la tapa de larguero pero anadir las fibras multiaxiales en puntos estrategicos para evitar que la tapa de larguero se someta a una resistencia de pandeo transversal baja, proporcionar una transferencia de cizallamiento suficiente a los almas, y rigidez de torsion, y limitar el espesor de material unidireccional para evitar el agrietamiento por cizallamiento en el apilamiento unidireccional, En general, si se usa material preimpregnado unidireccional de fibra de vidrio, el espesor de los elementos unidireccionales es mayor que si se usa material preimpregnado unidireccional de carbono.
En una realizacion particularmente preferida, se fabrica un larguero para un alabe de turbina eolica, que contiene secciones unidireccionales de vidrio formadas de tfpica y aproximadamente 10-25 capas de material preimpregnado apiladas entre sf para proporcionar un espesor unidireccional de 10 a 30 mm y un espesor de tapa de larguero final de 20 a 100 mm. En otra realizacion preferida, se fabrica un larguero para un alabe de turbina eolica, conteniendo el larguero secciones unidireccionales de carbono formadas de tfpica y aproximadamente 6 a 40 capas de material preimpregnado apiladas entre sf para proporcionar un espesor unidireccional de 3 a 20 mm y un espesor final de 20 a 60 mm.
La presente invencion se describira ahora en mas detalle con referencia a los siguientes Ejemplos no limitantes. Ejemplo 1
Se fabrico un material preimpregnado completamente impregnado que tiene una resina de matriz de epoxi. Las fibras de carbono eran fibras unidireccionales (UD) que tienen un peso de fibra de 600 gramos por metro cuadrado. El material preimpregnado tema un contenido de resina del 35 % en peso, basado en el peso del material preimpregnado. La resina de epoxi era una resina de material preimpregnado comercialmente disponible, en particular, una resina de material preimpregnado de epoxi de diglicidil eter de bisfenol A (DGEBA) que incorpora un sistema de curacion de diciandiamida/urea. La resina tema baja adherencia (clasificacion de adherencia QC-2 a 20 °C). La resina esta disponible comercialmente a traves de Gurit (UK) Limited, Newport, Reino Unido, con el nombre comercial Gurit SPX17551. La resina de matriz de epoxi, denominada resina A, tema el perfil de viscosidad/temperatura tal como se muestra en la Figura 9.
La clasificacion de adherencia es como sigue: ZT: cero adherencia; QC-0: no se adhiere apenas. Superficie seca al tacto; LT-Adherencia baja: dedo enguantado retirado facilmente despues de tocar la superficie; qC-1: se adhiere solo con presion firme. Se separa con mucha facilidad. Superficie bastante seca al tacto; QC-2: se adhiere con presion media. Se separa con mucha facilidad. La superficie tiene alguna adherencia; QC-3: se adhiere con presion ligera. Se separa facilmente. La superficie tiene alguna adherencia; MT-Adherencia media: dedo enguantado no retirado facilmente despues de tocar la superficie; QC-4: se adhiere con poca presion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Se separa facilmente. Ningun movimiento de fibra en la separacion; QC-5: se adhiere con poca presion. Se separa con algun esfuerzo. Poco movimiento de fibra en la separacion; QC-6: se adhiere con poca/ninguna presion. Se separa con algun esfuerzo. Algun movimiento de fibra en la separacion; HT-Adherencia alta: dedo enguantado izquierdo con resina despues de tocar la superficie; QC-7: se adhiere sin presion. Se separa con esfuerzo. Fibra deformada en la separacion; QC-8: se adhiere sin presion. Se separa con mucho esfuerzo. Deformacion de fibra en la separacion y «tiras» de resina; QC-9: se adhiere sin presion. Se separa con mucho esfuerzo. Alta deformacion de fibra en la separacion y «tiras de resina; XT-Adherencia extrema: guante estirado o rasgado al intentar retirarlo de la superficie; qC-10: se adhiere sin presion. No se puede despegar sin destruir la alineacion de tejido/fibra.
La produccion de un recubrimiento de polvo era como sigue. Se proporciono una resina de epoxi de DGEBA que tiene un peso equivalente de epoxi de 510-570 gmol-1 (medido segun la EN ISO 3001) y un punto de ablandamiento de 74-82 °C (medido segun la EN ISO 4625). La resina esta disponible comercialmente a traves de Nan Ya Plastics Corporation of Taipei, Taiwan, con el nombre comercial NPES 601. La resina se molio para dar un polvo que tema un tamano de partfcula de por debajo de 1.000 micrometros y una densidad aparente 656 kg/m3. El polvo no se calibro en un tamano de partfcula controlado.
El material preimpregnado se peso inicialmente. El polvo se aplico mediante dispersion uniforme por gravedad a 22 °C sucesivamente a ambas superficies principales del material preimpregnado. El polvo en exceso se cepillo de cada superficie para dejar solo polvo fino adherido a la superficie mediante la adherencia de la resina de matriz de material preimpregnado. El material preimpregnado recubierto de polvo se peso de nuevo despues de cada aplicacion de polvo a la superficie respectiva. El recubrimiento de polvo era de 5 gramos por metro cuadrado sobre cada superficie del material preimpregnado. El material preimpregnado resultante se recubrio sustancialmente y estaba libre de adherencia de resina.
El material preimpregnado recubierto de polvo se sometio a ensayo despues para determinar su lfmite de drapeado, lfmite de adherencia, lfmite de huecos e intervalo de temperatura para el procesamiento, tal como se ha descrito anteriormente.
Para evaluar la ventana de temperatura para el procesamiento de material preimpregnado, el material
preimpregnado se sometio a ensayos a temperaturas incrementales variables para evaluar el drapeado, nivel de huecos, y lfmites de proceso de adherencia para el material preimpregnado.
Ensayo de drapeado
Se proporciono un molde con una curvatura en forma de silla de montar que tema una curvatura seleccionada de manera que cuando se coloca un material preimpregnado sobre el molde, la curvatura convexa induce un aumento progresivo de la presion entre las fibras de material preimpregnado para inducir arrugas en el material
preimpregnado, y pandeos de las capas en materiales preimpregnados mas ngidos. El material preimpregnado sometido a ensayo usado para evaluar el drapeado comprendfa un rollo de 300 mm de ancho del material preimpregnado de fibra de carbono. Despues de dejar que el material preimpregnado y el molde se acondicionen a la temperatura de laminado diana, 5 laminas del material preimpregnado se laminaron sobre el molde. Despues de
que cada capa se habfa drapeado sobre el molde, se inspecciono para ondulacion de fibra, arrugas y pandeos. La
temperatura se redujo progresivamente para encontrar la temperatura lfmite a la que se formaron ondulaciones de la fibra, arrugas o pandeos en el laminado de apilamiento.
En la Tabla 1 se muestran los resultados. El material preimpregnado del Ejemplo 1 tema un lfmite de temperatura de drapeado de 16 °C, que representaba la temperatura minima a la que podna laminarse el laminado sobre el molde sin dar lugar a la formacion de ondulacion de fibra, arrugas o pandeos.
Ensayo de adherencia
La adherencia del material preimpregnado se determino mediante contacto manual y reposicionamiento de los materiales preimpregnados en un apilamiento. Se determino el lfmite de adherencia que representaba la temperatura maxima a la que podna manipularse el material preimpregnado en un laminado sobre un molde sin dar lugar a adherencia superficial o una incapacidad para reposicionar el material preimpregnado durante el proceso de laminado.
En la Tabla 1 se muestran los resultados. El material preimpregnado del Ejemplo 1 tema un lfmite de adherencia de 36 °C, que representaba la temperatura maxima a la que podna laminarse el laminado sobre el molde sin dar lugar a una adherencia excesiva.
Ensayo de medicion de huecos
Se proporciono una placa de molde de aluminio cubierta de teflon. Despues de dejar que el material preimpregnado y la placa de molde se acondicionen a la temperatura de laminado diana, 20 capas rectangulares del material preimpregnado UD, dimensionadas de 500 mm en la direccion de fibra y 300 mm en la direccion transversal, se
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
laminaron en la direccion de 0 grados sobre la placa de molde. Un termopar central se uso para supervisar la curacion de los materiales preimpregnados del apilamiento de laminado. Para simular el procesamiento al vado, tal como se conoce bien en la tecnica, el apilamiento se recubna en una capa sobredimensionada de capa pelable para proporcionar las conexiones de aire iniciales a los bordes de laminas y superiores del apilamiento. La pelfcula de liberacion perforada, el tejido transpirable y una bolsa de vado se ajustaron sobre el conjunto. Los pliegues se usaron en la bolsa de vado para acomodar la altura del apilamiento de laminado. Despues de revisar y corregir cualquier filtracion de vado, el apilamiento se mantuvo con un vado total durante 1 hora.
El panel de laminado de material preimpregnado consolidado al vado laminado se sometio despues a curacion de resina a temperatura elevada, colocandose el panel en un horno ayudado por un ventilador y curandose usando el siguiente ciclo de curacion: aumentar la temperatura de laminado hasta 85 °C a 0,16 °C/min; dejar reposar durante 6 horas; aumentar a 2 °C/min hasta 120 °C; despues curar durante 3 horas.
El contenido de huecos promedio del material compuesto curado resultante se analizo usando un metodo optico. Se tomo una seccion transversal a 200 mm de un borde y se pulio. Se tomaron tres imagenes digitales, capturando cada una un area aproximada de 60 mm2 de laminado, usando un microscopio optico con una camara digital. El software de analisis de imagenes Struers Scentis se uso para identificar primero el area de huecos usando un algoritmo de contraste digital y con una etapa de verificacion manual antes de calcular el porcentaje de area de huecos.
El contenido de huecos se determino usando un intervalo de temperaturas de laminado. El lfmite de huecos se determino como la temperatura de laminado maxima que se encontro que daba menos del 2 % de contenido de huecos, que se consideraba un nivel de huecos aceptable.
En la Tabla 1 se muestran los resultados. El material preimpregnado del Ejemplo 1 tema un lfmite de huecos mayor de 35 °C, que representaba la temperatura maxima a la que podna laminarse el laminado sobre el molde sin dar lugar a un contenido de huecos excesivo.
A partir de los resultados de ensayo de lfmite de drapeado, lfmite de adherencia y lfmite de huecos del Ejemplo 1, tal como se muestra en la Tabla 1, puede observarse que el material preimpregnado recubierto de polvo del Ejemplo 1 tema una ventana de temperatura para el procesamiento aceptable de 16 °C a mayor de 35 °C.
Ejemplo 2
El Ejemplo 2 produjo un material preimpregnado recubierto de polvo de manera similar al Ejemplo 1. Sin embargo, la resina de matriz de material preimpregnado era diferente, y se modifico la cantidad de polvo aplicado a las superficies de material preimpregnado.
La resina de matriz de epoxi del material preimpregnado era una resina de material preimpregnado comercialmente disponible, en particular, una resina de material preimpregnado de epoxi de diglicidil eter de bisfenol A (DGEBA) que incorpora un sistema de curacion de diciandiamida/urea disponible comercialmente a traves de Gurit (UK) Limited, Newport, Reino Unido, con el nombre comercial Gurit WE91-2. La resina tema adherencia media (clasificacion de adherencia QC-3 a 22 °C). La resina de matriz de epoxi, denominada resina B, tema el perfil de viscosidad/temperatura tal como se muestra en la Figura 9.
El recubrimiento de polvo era de 7 gramos por metro cuadrado sobre cada superficie del material preimpregnado. El material preimpregnado resultante se recubrio sustancialmente y estaba libre de adherencia de resina.
El material preimpregnado recubierto de polvo se sometio a ensayo despues para determinar su lfmite de drapeado, lfmite de adherencia, lfmite de huecos e intervalo de temperatura para el procesamiento.
En la Tabla 1 se muestran los resultados. El material preimpregnado del Ejemplo 2 tema un lfmite de temperatura de drapeado de 10 °C, un lfmite de adherencia de 35 °C, y un lfmite de huecos mayor de 35 °C, y correspondientemente una ventana de temperatura para el procesamiento aceptable de 10 °C a mayor de 35 °C.
El material preimpregnado recubierto de polvo del Ejemplo 2 tambien se sometio a ensayo para determinar su permeabilidad al aire
Ensayo de permeabilidad al aire
Un ensayo para permeabilidad en el plano del material preimpregnado proporciono muestras circulares del material preimpregnado que se sometieron a ensayo para cuantificar la permeabilidad al aire relativa durante el procesamiento de la bolsa de vado del material preimpregnado. Se midio el tiempo tomado para evacuar un volumen fijo de aire entre dos laminas del material preimpregnado.
La Figura 8 muestra una seccion transversal del aparato 800 usado para medir la permeabilidad en el plano radial
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
del apilamiento de laminado de material preimpregnado de dos laminas. El aparato 800 comprende un placa de aluminio plana 801 que tiene un agujero 802 de entrada de aire radialmente periferico y un agujero 804 de evacuacion de salida de aire central. Un conducto de aire respectivo y los conjuntos de valvula 806, 808 de control de estanqueidad de aire se ajustaron a cada agujero 802, 804, y un manometro respectivo (no mostrado) se proporciona para medir la presion en las posiciones radiales centrales y externas. Una primera muestra de ensayo 810 de material preimpregnado anular que tiene un diametro externo de 250 mm y un diametro interno de 36 mm se coloco de manera que el agujero 804 de evacuacion estaba en el centro axial circular de la muestra de ensayo 810 anular. Un disco 812 de 46 mm de diametro de material de malla altamente permeable al aire (disponible comercialmente a traves de Airtech con el nombre comercial Breatherflow 20) se coloco despues centralmente sobre la abertura 813 circular central en la muestra de ensayo 810. Un disco 814 anular mas grande del mismo material de malla altamente permeable que tiene un diametro externo de 400 mm y un diametro interno de 240 mm se coloco despues centralmente para solapar el borde 815 circunferencial periferico de la muestra de ensayo 810. Una segunda muestra de ensayo 816 de material preimpregnado anular que tiene un diametro externo de 250 mm y un diametro interno de 36 mm se coloco coaxialmente sobre la parte superior de la muestra de ensayo 810 y los discos 812, 814 de malla de manera que la malla permeable se localizo entre las dos muestras de ensayo 810, 816 de material preimpregnado. El espesor de los discos 812, 814 de malla proporcionaron un volumen de aire dentro del material de malla. Los agujeros 802, 804 de entrada y de salida estaban conectados mediante los discos 812, 814 de malla. El volumen de aire en el disco 814 de malla externo debe fluir entre las dos muestras de ensayo 810, 816 de material preimpregnado para evacuarse desde el agujero 804 de salida.
Una capa 822 autoadhesiva no porosa se coloco en la parte superior del apilamiento 824 de material preimpregnado y se aplico un sello 826 perimetral, tal como es bien conocido por los expertos en la materia. Despues, se ajustaron una capa de tejido transpirable y una bolsa 828 de vacfo externa, de nuevo tal como es bien conocido por los expertos en la materia.
Este conjunto de ensayo afsla un volumen fijo de aire en el disco 814 de malla radial externo que tiene que fluir radialmente al agujero 804 de salida central. Mediante la supervision de la presion en el conducto de aire y de los conjuntos de valvula 806, 808 de control de estanqueidad de aire en las posiciones radiales externas y centrales, puede determinarse el tiempo para evacuar el apilamiento laminado de material preimpregnado y la permeabilidad relativa del material preimpregnado.
Inicialmente, los conjuntos de valvula 806, 808 radiales centrales y externos se abrieron para ventilar el apilamiento 824 de muestra de ensayo de material preimpregnado a presion atmosferica. El conjunto de valvula 806 para el agujero 802 de entrada se cerro y despues se aplico vacfo mediante una bomba de vacfo (no mostrada) conectada al agujero 804 de salida central, que despues evacuo la bolsa 828 externa para simular el procesamiento de vacfo normal. Los conjuntos de valvula 806, 808 se cerraron despues.
El conjunto de valvula 806 de entrada radial externo se abrio despues para permitir que el aire entrara en el disco 814 de malla externo y despues se cerro para sellar un volumen fijo de aire en la bolsa 828 que contiene el apilamiento 824 de muestra de ensayo de material preimpregnado. El conjunto de valvula 808 que afsla el agujero 804 de salida central se abrio despues y las presiones en los agujeros 802, 804 de entrada externos y de salida centrales se supervisaron para registrar el cambio de presion con respecto al tiempo para evacuar el sistema. Despues se dejo entrar de vuelta el aire atmosferico en el apilamiento 824 de la muestra de ensayo de material preimpregnado y el ensayo se repitio para examinar la permeabilidad al aire despues de un ciclo de descarga de vacfo fijo para evaluar la robustez del material para consolidar las fuerzas que pueden cerrar localmente las vfas de ventilacion.
Los resultados de permeabilidad al aire para el Ejemplo 2, que muestran la relacion entre % de vacfo y tiempo, para diversas temperaturas y condiciones se muestran en la Tabla 2 y las Figuras 10 a 13.
El ensayo de permeabilidad al aire se llevo a cabo en los materiales preimpregnados del Ejemplo 2 a una temperatura de 17,6 °C sin una descarga de vacfo (Figura 10) y a una temperatura de 17,6 °C despues de una descarga de vacfo (Figura 11), y tambien a una temperatura de 25,1 °C sin una descarga de vacfo (Figura 12) y a una temperatura de 25,5 °C despues de una descarga de vacfo (Figura 13).
Puede observarse que en estos ensayos se alcanzo consistentemente un nivel de vacfo alto, un nivel de vacfo alto que indica alta permeabilidad al aire de la interfaz entre las laminas de resina.
Ejemplo comparativo 1
Tal como el Ejemplo comparativo 1, el material preimpregnado del Ejemplo 1 no se recubrio con ningun polvo de resina y se sometio a los mismos ensayos de drapeado, adherencia y huecos tal como el material preimpregnado del Ejemplo 1. En la Tabla 1 se muestran los resultados. El material preimpregnado del Ejemplo comparativo 1 tema un lfmite de temperatura de drapeado de 16 °C, un lfmite de adherencia de 27 °C, y un lfmite de huecos de 18 °C. En otras palabras, una comparacion del Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 1 muestra que la adicion del recubrimiento de polvo sobre las superficies de material preimpregnado disminuyo la adherencia y disminuyo el contenido de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
huecos, mientras que el drapeado permanecio igual. El material preimpregnado del Ejemplo comparativo 1 tema una ventana de temperatura inferior para un procesamiento aceptable de 16 °C a 18 °C.
Por lo tanto, la adicion del recubrimiento de polvo al material preimpregnado aumento con la ventana de temperatura de procesamiento del material preimpregnado.
El ensayo de permeabilidad al aire se llevo a cabo en los materiales preimpregnados del Ejemplo comparativo 1 a una temperatura de 18,1 °C sin una descarga de vado (Figura 10) y a una temperatura de 17,3 °C despues de una descarga de vado (Figura 11), y tambien a una temperatura de 24,1 °C sin una descarga de vado (Figura 12) y a una temperatura 24,1 °C despues de una descarga de vado (Figura 13). En la Tabla 2 se muestran los resultados.
Ejemplo comparativo 2
Tal como el Ejemplo comparativo 2, el material preimpregnado del Ejemplo 2 no se recubrio con ningun polvo de resina y se sometio a los mismos ensayos de drapeado, adherencia y huecos tal como el material preimpregnado del Ejemplo 2.
En la Tabla 1 se muestran los resultados. El material preimpregnado del Ejemplo comparativo 1 tema un lfmite de temperatura de drapeado de 10 °C, un lfmite de adherencia de 24 °C, y un lfmite de huecos de 12 °C.
En otras palabras, una comparacion del Ejemplo 2 y el Ejemplo comparativo 2 muestra que la adicion del recubrimiento de polvo sobre las superficies de material preimpregnado disminuyo la adherencia y disminuyo el contenido de huecos, mientras que el drapeado permanecio igual. El material preimpregnado del Ejemplo comparativo 1 tema una ventana de temperatura inferior para un procesamiento aceptable de 10°C a 12°C.
Ejemplo comparativo 3
Tal como el Ejemplo comparativo 3, el material preimpregnado del Ejemplo 2, incluyendo la resina B de matriz, no se recubrio con ningun polvo de resina. En cambio, las superficies principales de material preimpregnado se recubrieron con una gasa difusora de poliester unida a PVAC, que tiene un peso de tejido de 3,3 g/m2, y estructura fibrosa tal como se ilustra en la Figura 16, tal como se divulga generalmente en el documento EP-A-1595689. El material preimpregnado recubierto de gasa difusora se sometio a los mismos ensayos de drapeado, adherencia y huecos que el material preimpregnado del Ejemplo 2, y los resultados se muestran en la Tabla 1. El material preimpregnado del Ejemplo comparativo 3 tema un lfmite de temperatura de drapeado de 10 °C, un lfmite de adherencia de 24 °C, y un lfmite de huecos de 31 °C. En otras palabras, una comparacion del Ejemplo 2 y el Ejemplo comparativo 3 muestra que la adicion del polvo, segun la invencion, sobre las superficies de material preimpregnado, en lugar de la gasa difusora de poliester conocida, disminuyo la adherencia y disminuyo el contenido de huecos, mientras que el drapeado permanecio igual. El material preimpregnado del Ejemplo comparativo 3 tema una ventana de temperatura inferior para un procesamiento aceptable de 10 °C a 24 °C, en comparacion con el Ejemplo 2 que tema un intervalo de 10 °C a mayor de 35 °C.
El ensayo de permeabilidad al aire se llevo a cabo en los materiales preimpregnados del Ejemplo comparativo 3 a una temperatura de 17,7 °C sin una descarga de vado (Figura 10) y a una temperatura de 18 °C despues de una descarga de vado (Figura 11), y tambien a una temperatura de 24,9 °C sin una descarga de vado (Figura 12) y a una temperatura de 22,4 °C despues de una descarga de vado (Figura 13), y tambien a una temperatura de 38,0 °C sin una descarga de vado (Figura 14) y a una temperatura de 38,0 °C despues de una descarga de vado (Figura 15). En la Tabla 2 se muestran los resultados.
Ejemplos comparativos 4 y 5
Tal como el Ejemplo comparativo 4, el material preimpregnado del Ejemplo 1, incluyendo la resina A de matriz, no se recubrio con ningun polvo de resina. En cambio, durante la fabricacion del material preimpregnado, en donde dos pelfculas de resina se impregnaron en los lados opuestos de una capa de tejido central, se aplico una de las pelfculas de resina como tiras paralelas. En el material preimpregnado resultante, una superficie de material preimpregnado tema bandas paralelas de fibras no impregnadas. Las bandas teman un ancho de 6 mm y se espaciaron en centros de 40 mm. Tal estructura de material preimpregnado se divulga generalmente en el documento WO-A-2012/052272 en el nombre de Gurit (UK) Limited. Ambas superficies principales de material preimpregnado se recubrieron tambien con una gasa difusora de poliester unida a PVAC tal como se usa en el Ejemplo comparativo 3. El material preimpregnado recubierto de gasa difusora con areas de canal de tejido seco se sometio a los mismos ensayos de drapeado, adherencia y huecos que el material preimpregnado del Ejemplo 1, y los resultados se muestran en la Tabla 1. El material preimpregnado del Ejemplo comparativo 4 tema un lfmite de temperatura de drapeado de 16 °C, un lfmite de adherencia de 27 °C, y un lfmite de huecos de 33 °C.
En otras palabras, una comparacion del Ejemplo 1 y el Ejemplo comparativo 4 muestra que la adicion del polvo, segun la invencion, sobre las superficies de material preimpregnado, en lugar de la combinacion de la gasa difusora de poliester y los canales de fibra seca conocidos, disminuyo la adherencia y disminuyo el contenido de huecos,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
mientras que el drapeado permanecio igual. El material preimpregnado del Ejemplo comparativo 4 tema una ventana de temperatura inferior para un procesamiento aceptable de 16°C a 27°C, en comparacion con el Ejemplo 1 que tema un intervalo de 16°C a mayor de 35 °C.
El material preimpregnado del Ejemplo comparativo 5 era el mismo que el del Ejemplo comparativo 4 excepto que incluye la resina B de matriz en lugar de la resina A de matriz.
El ensayo de permeabilidad al aire se llevo a cabo en los materiales preimpregnados del Ejemplo comparativo 5 a una temperatura de 17,8 °C sin una descarga de vado (Figura 10) y a una temperatura de 17,6 °C despues de una descarga de vado (Figura 11), y tambien a unas temperaturas de 23 y 25,7 °C sin una descarga de vado (Figura 12) y a unas temperaturas de 22,4 y 24,3 °C despues de una descarga de vado (Figura 13). En la Tabla 2 se muestran los resultados.
Ejemplos 3 a 8
Los Ejemplos 3 a 8 produjeron cada uno un material preimpregnado recubierto de polvo de manera similar al Ejemplo 2. Sin embargo, la resina de matriz de material preimpregnado era diferente, el tamano de partfcula de polvo era diferente, se modifico la cantidad de polvo aplicado a las superficies de material preimpregnado, y se modificaron el proceso y las condiciones de aplicacion de polvo.
El material preimpregnado era el mismo que el del Ejemplo 2, que incorpora la resina de matriz de epoxi denominada resina B.
La produccion de un recubrimiento de polvo era como sigue. Se proporciono una resina de epoxi de DGEBA que tiene un peso equivalente de epoxi de 840-900 gmol-1 (medido segun la EN ISO 3001) y un punto de ablandamiento de 110-112°C (medido segun la EN ISO 4625). La resina esta disponible comercialmente a traves de Nan Ya Plastics Corporation of Taipei, Taiwan, con el nombre comercial NPES 904H. La resina se molio para dar un polvo y despues se calibro en una serie de intervalos de tamano de partfcula usando una serie de tamices de malla de alambre tejido conforme a la IOS 3310.
El Ejemplo 3 tema un tamano de partfcula de 88-125 micrometros. El Ejemplo 4 tema un tamano de partfcula de 125-177 micrometros. El Ejemplo 5 tema un tamano de partfcula de 177-250 micrometros. El Ejemplo 6 tema un tamano de partfcula de 250-354 micrometros. El Ejemplo 7 tema un tamano de partfcula de 354-500 micrometros. El Ejemplo 8 tema un tamano de partfcula de 500-707 micrometres.
El polvo de particulado se disperso sobre cada superficie principal de material preimpregnado. En cada Ejemplo, el recubrimiento de polvo era de 20 gramos por metro cuadrado sobre cada superficie del material preimpregnado.
La Figura 17 es una fotomicrograffa que muestra una vista en perspectiva de un material preimpregnado recubierto con una capa de recubrimiento de polvo segun una realizacion de la presente invencion. La imagen se toma con el material preimpregnado en un angulo inclinado para dar una mejor perspectiva lateral de las partfculas que sobresalen de la superficie de, y parcialmente incrustadas en, la resina de matriz. Debido a una profundidad de campo limitada en la fotomicrograffa, la imagen esta ligeramente fuera de foco en el borde proximo (en la parte inferior de la imagen). En este ejemplo, el material preimpregnado incluye una resina de matriz de Resina B como los Ejemplos 3 a 8 y las partfculas de polvo se aplican en un peso de recubrimiento de 20 gsm y comprenden polvo de CHS-Epoxy 160, disponiendo de un tamano de partfcula calibrado para que sea de 250 a 500 micrometros. CHS- Epoxy 160 es una resina de epoxi de DGEBA que tiene un peso equivalente de epoxi de 600-650 gmol-1 (medido segun la EN ISO 3001) y un punto de ablandamiento de 83-93 °C (medido segun la EN ISO 4625) y esta disponible comercialmente a traves de Spolchemie, Republica Checa, con el nombre comercial CHS-Epoxy 160. Las marcas de regla estan a 1 mm de espacio. El patron de diamante en la superficie de resina de matriz es la textura original, incluyendo las lmeas rebajadas formadas en la superficie de la resina de matriz, que se imprimen mediante un soporte de polietileno en relieve que cubre las superficies del material preimpregnado inicial antes del recubrimiento de polvo. El recubrimiento de polvo en esta realizacion forma una capa de partfculas discontinua sobre la superficie de resina de matriz, aunque en otras realizaciones la capa de partfculas puede ser continua.
En referencia de nuevo a los Ejemplos 3 a 8, despues de la aplicacion del recubrimiento de polvo, cada superficie recubierta se recubrio con una capa de soporte polimerica y se aplico una presion de consolidacion de 0,1 MPa (1 bar) a una temperatura ambiente de 23 °C durante 2 minutos para presionar el polvo sobre las superficies de material preimpregnado. El material preimpregnado resultante se recubrio sustancialmente y estaba libre de adherencia de resina. Las partreulas de polvo se presionaron parcialmente en, y sobresalieron por encima de, la superficie de resina de matriz mediante la presion de consolidacion aplicada.
El material preimpregnado recubierto de polvo de estos Ejemplos se sometio a ensayo despues para determinar su lfmite de drapeado, lfmite de adherencia, ifmite de huecos e intervalo de temperatura para el procesamiento.
En la Tabla 1 se muestran los resultados. El material preimpregnado de los Ejemplos 3 a 8 teman todos un lfmite de
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
temperature de drapeado de 10 °C, un Kmite de adherencia mayor de 38 °C, y un Kmite de huecos mayor de 38 °C, y correspondientemente una ventana de temperature para el procesamiento aceptable de 10 °C a mayor de 38 °C.
El material preimpregnado recubierto de polvo de los Ejemplos 3 a 8 tambien se sometio a ensayo para determinar su permeabilidad al aire.
Los resultados de permeabilidad al aire para los Ejemplos 3 a 8, que muestran la relacion entre % de vado y tiempo, para diversas temperaturas y condiciones se muestran en la Tabla 2 y las Figuras 14 a 15.
El ensayo de permeabilidad al aire se llevo a cabo en los materiales preimpregnados de los Ejemplos 3 a 8 a una temperatura de 36 o 37 °C tanto sin una descarga de vado (Figura 14) como despues de una descarga de vado (Figura 15).
Puede observarse que en estos ensayos se alcanzo consistentemente un nivel de vado alto, un nivel de vado alto que indica alta permeabilidad al aire de la interfaz entre las laminas de resina.
Ejemplos 9 a 11
Los Ejemplos 9 a 11 produjeron cada uno un material preimpregnado recubierto de polvo de manera similar al Ejemplo 2. Sin embargo, la resina de matriz de material preimpregnado era diferente, el tamano de partfcula de polvo era diferente, se modifico la cantidad de polvo aplicado a las superficies de material preimpregnado, y se modificaron el proceso y las condiciones de aplicacion de polvo.
El material preimpregnado era el mismo que el del Ejemplo 2, que incorpora la resina de matriz de epoxi denominada resina B.
La produccion de un recubrimiento de polvo era como sigue. Se proporciono una resina de epoxi de DGEBA que tiene un peso equivalente de epoxi de 600-650 gmol-1 (medido segun la EN ISO 3001) y un punto de ablandamiento de 83-93°C (medido segun la EN ISO 4625). La resina esta disponible comercialmente a traves de Spolchemie, Republica Checa, con el nombre comercial CHS-Epoxy 160. La resina se molio para dar un polvo y despues se calibre en una serie de intervalos de tamano de partfcula usando una serie de tamices de malla de alambre tejido conforme a la IOS 3310.
El Ejemplo 9 tema un tamano de partfcula de 250-354 micrometros. El Ejemplo 10 tema un tamano de partfcula de 354-500 micrometros. El Ejemplo 11 tema un tamano de partfcula de 500-707 micrometros.
El polvo de particulado se disperso sobre cada superficie principal de material preimpregnado. En cada Ejemplo, el recubrimiento de polvo era de 20 gramos por metro cuadrado sobre cada superficie del material preimpregnado.
Despues de la aplicacion del recubrimiento de polvo, cada superficie recubierta se recubrio con una capa de soporte polimerica y se aplico una presion de consolidacion de 0,1 MPa (1 bar) a una temperatura ambiente de 23 °C durante 2 minutos para presionar el polvo sobre las superficies de material preimpregnado. El material preimpregnado resultante se recubrio sustancialmente y estaba libre de adherencia de resina. Las partfculas de polvo se presionaron parcialmente en, y sobresalieron por encima de, la superficie de resina de matriz mediante la presion de consolidacion aplicada.
El material preimpregnado recubierto de polvo de estos Ejemplos se sometio a ensayo despues para determinar su lfmite de drapeado, lfmite de adherencia, ifmite de huecos e intervalo de temperatura para el procesamiento.
En la Tabla 1 se muestran los resultados. El material preimpregnado de los Ejemplos 9 a 11 teman todos un lfmite de temperatura de drapeado de 10 °C, un lfmite de adherencia mayor de 38 °C, y un lfmite de huecos mayor de 38 °C, y correspondientemente una ventana de temperatura para el procesamiento aceptable de 10 °C a mayor de 38 °C.
Ejemplo comparativo 6
Tal como el Ejemplo comparativo 6, se aplico talco a la superficie de resina del material preimpregnado del Ejemplo comparativo 1. El talco tema un intervalo de tamano de partfcula entre 0,07 y 4 micrometres y proporciono una transpiracion deficiente de un apilamiento de laminado y las partfculas de talco se impregnan rapidamente de la resina durante el almacenamiento del material preimpregnado recubierto de talco.
Ejemplo comparativo 7
Tal como el Ejemplo comparativo 7, las esferas de vidrio, tal como un producto que esta disponible comercialmente a traves de 3M con el nombre comercial K20, se aplicaron a la superficie de resina del material preimpregnado del Ejemplo comparativo 1. La especificacion de partfcula del fabricante para este grado era d(0,1)=30 micrometres,
5
10
15
20
25
30
35
d(0,5)=60, d(0,9)= 90 micrometros. Los niveles de huecos y de adherencia se redujeron por debajo de 30 °C pero las esferas de vidrio produjeron niveles de huecos mas altos con transpiracion deficiente de un apilamiento de laminado por encima de 30 °C. Las esferas de vidrio se impregnaron de resina durante el almacenamiento del material preimpregnado recubierto de esferas de vidrio.
Ejemplo comparativo 8
Tal como el Ejemplo comparativo 8, las partfculas de diciandiamida con d(0,5) de 1-2 micrometros, d(0.9)< menor de 5 micrometros, se aplicaron a la superficie de resina del material preimpregnado del Ejemplo comparativo 1. Las partfculas de diciandiamida proporcionaron una transpiracion deficiente de un apilamiento de laminado y las partfculas de diciandiamida se impregnaron rapidamente de resina durante el almacenamiento del material preimpregnado recubierto de partfculas de diciandiamida.
Cabe destacar que los Ejemplos comparativos mostraron todos un gran descenso en la permeabilidad despues del ciclo de descarga indicando que eran sensibles a la aplicacion de presion. Esto puede conducir a un mayor riesgo de defectos resultantes de presiones mas altas localizadas, por ejemplo, en los puntos de puenteado de material preimpregnado, bordes de panel de material preimpregnado), y si se detiene y reinicia el ciclo de curacion. Los materiales de resina preferidos para el recubrimiento de polvo puede mantener la permeabilidad incluso despues de un ciclo de descarga.
Ejemplos 12 y 13
Un material preimpregnado de fibra de carbono unidireccional que comprende un material de matriz de resina de epoxi (SE84LV) se recubrio con una seleccion de termoplasticos tal como se desglosa en la Tabla 3. El peso de recubrimiento era de 5 a 40 g/m2 Se recubrio un lado del material preimpregnado se recubrio para asegurar que el material tuviera suficiente adherencia para crear un laminado. Todo el laminado se curo durante una hora a 120 °C usando curacion de bolsa de vado.
El endurecimiento resultante, tal como se mide mediante los experimentos de GIC y/o GIIC, tambien se muestra en la Tabla 3.
Puede observarse que las partfculas de aditivo de endurecimiento termoplastico aumentaron significativamente el endurecimiento a la fractura del material compuesto resultante.
Tabla 1
Resina Formato °C de limite de drapeado °C de limite de adherencia °C de limite de huecos °C de ventana de proceso
Ej. comp. 1
A Material preimpregnado convencional/sin polvo 16 27 18 16-18
Ej. comp. 2
B Material preimpregnado convencional/sin polvo 10 24 12 10-12
Ej. comp. 3
B Ambos lados de gasa difusora/sin polvo 10 24 31 10-24
Ej. comp. 4
A Un lado de canales secos/ambos lados de gasa difusora/sin polvo 16 27 33 16-27
Ejemplo 1
A 2 x 5 gsm de polvo (no calibrado) 16 36 >35 16-35+
Ejemplo 2
B 2 x 7 g/m2 (no calibrado) 10 35 >35 10-35+
Ejemplo 6
B 2 x (250-354 |jm 20 g/m2) 10 >38 >38 10-38+
Ejemplo 7
B 2 x (354-500 jm 20 g/m2) 10 >38 >38 10-38+
Ejemplo 8
B 2 x (500-707 jm 20 g/m2) 10 >38 >38 10-38+
Resina Formato °C de limite de drapeado °C de Kmite de adherencia °C de Kmite de huecos °C de ventana de proceso
Ejemplo 9
B 2 x (250-354 |jm 20 g/m2) 10 >38 >38 10-38+
Ejemplo 10
B 2 x (354-500 jm 20 g/m2) 10 >38 >38 10-38+
Ejemplo 11
B 2 x (500-707 jm 20 g/m2) 10 >38 >38 10-38+
Tabla 2
Temp. de ensayo 1718 °C Temp. de ensayo 2226 °C Temp. de ensayo 36-38 °C
Resina Formato de material preimpregnado Antes de descarga Despues de 20 min de descarga Antes de descarga Despues de 20 min de descarga Antes de descarga Despues de 20 min de descarg a
Ej. comp. 1
A Material preimpregnado convencional/sin polvo 49,0 % 0,8 % 17,2 % 0,0 % 0,0 % 0,0 %
Ej. comp. 2
B Material preimpregnado convencional/sin polvo 0,0 % 0,0 % 0,0 % 0,0 %
Ej. comp. 3
B Ambos lados de gasa difusora/sin polvo 69,6 % 47,1 % 43,0 % 14,6 % 21,0 % 18,8 %
Ej. comp. 5
B Un lado de canales secos/ambos lados de gasa difusora/sin polvo 85,3 % 75,3 % 52,1 % 53,0 %
Ej. 2
B 2x7 gsm (no calibrado) 91,6 % 80,3 % 85,9 % 78,5 %
Ej. 3
B 2 x (88-125 jm 20 g/m2) 86,9 % 87,7 %
Ej. 4
B 2 x (125-177 jm 20 g/m2) 96,4 % 94,0 %
Ej. 5
B 2 x (177-250 jm 20 g/m2) 96,0 % 94,1 %
Ej. 6
B 2 x (250-354 jm 20 g/m2) 98,6 % 97,2 %
Ej. 7
B 2 x (354-500 jm 20 g/m2) 96,9 % 96,1 %
Ej. 8
B 2 x (500-707 jm 20 g/m2) 99,4 % 99,4 %
Tabla 3
Partfcula Tamano de partfcula Punto de fusion Endurecimiento
Ejemplo 12
Termoplastico de fenoxi 110-200 micrometros ~110°C aumento del 50 % en GIC en comparacion con el mismo material preimpregnado sin recubrimiento de partfcula
Ejemplo 13
Caucho de nitrilo 50 micrometros (mediana) >160 °C aumento del 50-200 % en GIIC (mayor con mayores pesos de recubrimiento) en comparacion con el mismo material preimpregnado sin recubrimiento de partfcula

Claims (14)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un material preimpregnado para la fabricacion de un material compuesto reforzado con fibra, comprendiendo el material preimpregnado un cuerpo que comprende una capa de refuerzo fibroso impregnado con un material de resina de matriz, y una capa de recubrimiento de polvo sobre al menos una superficie principal del cuerpo y adherida al material de resina de matriz, incluyendo la capa de recubrimiento de polvo partfculas que sobresalen hacia fuera del material de resina de matriz y siendo porosa al flujo de aire en una direccion a lo largo del plano de la capa de revestimiento de polvo, donde las partfculas comprenden un material de resina que es copolimerizable con el material de resina de matriz.
  2. 2. Un material preimpregnado segun la reivindicacion 1, donde el cuerpo tiene dos superficies principales opuestas y la capa de recubrimiento de polvo esta en ambas superficies principales.
  3. 3. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la capa de refuerzo fibroso esta completamente impregnada del material de resina de matriz.
  4. 4. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el material preimpregnado es alargado y se extiende en una direccion longitudinal y la capa de refuerzo fibroso es un refuerzo fibroso unidireccional que se extiende en la direccion longitudinal del material preimpregnado.
  5. 5. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la capa de recubrimiento de polvo incluye partfculas que tienen un tamano de partfcula de 25 a 2.000 pm, opcionalmente de 50 a 1.000 pm, mas opcionalmente de 75 a 750 pm, aun mas opcionalmente de 100 a 600 pm, todavfa mas opcionalmente de 175 a 500 pm, aun mas opcionalmente de 250 a 500 pm, preferentemente, donde al menos el 50 % de las partfculas de la capa de recubrimiento de polvo son partfculas que tienen un tamano de partfcula de 25 a 2.000 pm, opcionalmente de 50 a 1.000 pm, mas opcionalmente de 75 a 750 pm, aun mas opcionalmente de 100 a 600 pm, todavfa mas opcionalmente de 175 a 500 pm, aun mas opcionalmente de 250 a 500 pm.
  6. 6. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la capa de recubrimiento de polvo tiene un peso de recubrimiento de 5 a 50 gramos por metro cuadrado, opcionalmente de 10 a 30 gramos por metro cuadrado, mas opcionalmente de 15 a 25 gramos por metro cuadrado.
  7. 7. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la capa de recubrimiento de polvo comprende sustancialmente una monocapa de partfculas de polvo sobre la superficie principal del cuerpo, siendo la monocapa opcionalmente continua o discontinua, y/o donde la capa de recubrimiento de polvo comprende partfculas de polvo parcialmente incrustadas en el material de resina de matriz en la superficie principal del cuerpo.
  8. 8. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde la capa de recubrimiento de polvo comprende partfculas de polvo que tienen un peso de recubrimiento de 15 a 25 gramos por metro cuadrado de partfculas que tienen un tamano de partfcula de 250-500 pm, comprendiendo mas opcionalmente partfculas de polvo adicionales en un peso de recubrimiento de 1 a 5 gramos por metro cuadrado de partfculas que tienen un tamano de partfcula de 2-100 pm.
  9. 9. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el material de resina de matriz y el material de resina del recubrimiento de polvo se componen ambos de una resina termoestable, donde opcionalmente la resina de las partfculas y la resina de matriz cuando se curan forman una matriz de resina curada de fase unica, donde mas opcionalmente el material de resina de matriz y el material de resina del recubrimiento de polvo son ambos resina de epoxi.
  10. 10. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde cuando el material de resina del recubrimiento de polvo y el material de resina de matriz estan en un estado fundido, el material de resina del recubrimiento de polvo es soluble en el material de resina de matriz y/o donde el material de resina del recubrimiento de polvo tiene un punto de fusion mas alto que el material de resina de matriz, donde opcionalmente el punto de fusion del polvo esta por debajo de 85 °C, y/o donde el material de resina del recubrimiento de polvo tiene una Tg mas alta que el material de resina de matriz.
  11. 11. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde para al menos una mayona de las partfculas en la capa de recubrimiento de polvo, mas del 50 % de la altura de partfcula se expone por encima de la superficie de resina de matriz.
  12. 12. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el material de resina del recubrimiento de polvo tiene una adherencia mas baja que el material de resina de matriz al menos sobre un intervalo de temperatura de 20 a 30 °C, opcionalmente al menos sobre un intervalo de temperatura de 10 a 35 °C, u opcionalmente al menos sobre un intervalo de temperatura de 20 a 40 °C.
  13. 13. Un material preimpregnado segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores formado como un rollo enrollado
    del material preimpregnado, donde las capas de recubrimiento de polvo de capas de material preimpregnado adyacentes del rollo directamente entran en contacto entre sf, estando las capas de recubrimiento de polvo adyacentes sustancialmente no adheridas entre sl
    5 14. Un metodo de fabricacion de un elemento estructural de material compuesto reforzado con fibra, comprendiendo
    el metodo las etapas de:
    (a) proporcionar una pluralidad de materiales preimpregnados segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13;
    10 (b) ensamblar la pluralidad de materiales preimpregnados como un apilamiento de los mismos de manera que la
    capa de recubrimiento de polvo de al menos uno de los materiales preimpregnados es adyacente a una capa recubierta de polvo o superficie de resina de matriz de un material preimpregnado adyacente para formar al menos un paso de aire entre los materiales preimpregnados;
    (c) someter el apilamiento a un vado para consolidar el apilamiento y retirar el aire de entre los materiales 15 preimpregnados adyacentes del apilamiento, ventilando el al menos un paso de aire el aire de entre los
    materiales preimpregnados; y
    (d) curar el material de resina de matriz para formar el elemento estructural.
  14. 15. Uso de un material preimpregnado segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 para la fabricacion de un 20 elemento estructural alargado de material compuesto reforzado con fibra, en particular, un larguero o viga.
ES13700403.2T 2012-01-17 2013-01-17 Material preimpregnado para la fabricación de materiales compuestos Active ES2628002T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1200741.5A GB2498711B (en) 2012-01-17 2012-01-17 Prepreg for manufacturing composite materials
GB201200741 2012-01-17
PCT/EP2013/050866 WO2013107829A1 (en) 2012-01-17 2013-01-17 Prepreg for manufacturing composite materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2628002T3 true ES2628002T3 (es) 2017-08-01

Family

ID=45814115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES13700403.2T Active ES2628002T3 (es) 2012-01-17 2013-01-17 Material preimpregnado para la fabricación de materiales compuestos

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10016966B2 (es)
EP (1) EP2804894B1 (es)
CN (1) CN104169339B (es)
BR (1) BR112014017646A8 (es)
ES (1) ES2628002T3 (es)
GB (1) GB2498711B (es)
WO (1) WO2013107829A1 (es)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2618068C2 (ru) * 2012-12-21 2017-05-02 Сайтек Энджиниэрд Матириалз Инк. Отверждаемые препреги с отверстиями в поверхности
GB2516274B (en) * 2013-07-17 2016-12-28 Gurit (Uk) Ltd Prepreg for manufacturing composite materials
JP6385931B2 (ja) * 2013-07-19 2018-09-05 ショーワグローブ株式会社 手袋
GB201323007D0 (en) 2013-12-24 2014-02-12 Hexcel Composites Ltd Improvements in or relating to laminates
EP3152251B1 (en) * 2014-06-09 2018-05-02 Dow Global Technologies LLC Process for making curable, multi-layer fiber-reinforced prepreg
DE102014213320A1 (de) * 2014-07-09 2015-11-12 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Auftragung eines pulverförmigen Bindemittels
DE102015208320A1 (de) 2015-05-05 2016-11-10 Tesa Se Klebeband mit Temporär-Fixier-Klebstoff
GB201508375D0 (en) * 2015-05-15 2015-07-01 Airbus Operations Ltd Method of forming composite structures
JP6819678B2 (ja) * 2015-12-16 2021-01-27 東レ株式会社 プリプレグ、積層体、繊維強化複合材料、及び繊維強化複合材料の製造方法
US10605573B2 (en) 2016-04-15 2020-03-31 Honeywell International Inc. High buoyancy composite materials
US11365300B2 (en) * 2016-05-20 2022-06-21 The Boeing Company Particulate prepreg forming aid
AU2016222310B2 (en) * 2016-08-29 2022-09-29 The Boeing Company Method of locally influencing resin permeability of a dry preform
CN108016106A (zh) * 2016-11-01 2018-05-11 航天特种材料及工艺技术研究所 一种热塑性预浸料及制备方法
US11213975B2 (en) * 2017-01-05 2022-01-04 University Of Southern California High-permeability composite prepreg constructions and methods for making the same
US11642860B2 (en) * 2017-02-13 2023-05-09 The Boeing Company Method of making thermoplastic composite structures and prepreg tape used therein
JP7095224B2 (ja) * 2017-03-28 2022-07-05 昭和電工マテリアルズ株式会社 コアレス基板用プリプレグ、コアレス基板用プリプレグの製造方法及び製造装置、並びにコアレス基板及びその製造方法
WO2019150193A1 (en) * 2018-01-31 2019-08-08 Toray Industries, Inc. Prepreg sheets and prepreg stacks useful for preparing low void content fiber-reinforced compostite materials
CN108636391A (zh) * 2018-04-29 2018-10-12 华中科技大学 一种负载型二氧化钛光催化材料及其制备方法
US10896498B2 (en) * 2018-07-23 2021-01-19 The Boeing Company Characterization of melted veil strand ratios in plies of fiber material
CN109161161A (zh) * 2018-08-10 2019-01-08 江苏恒神股份有限公司 一种高韧性非热压罐固化预浸料的生产工艺
JP6680410B1 (ja) * 2018-08-22 2020-04-15 東レ株式会社 プリプレグ、プリプレグテープおよび繊維強化複合材料の製造方法ならびに塗工装置
DE102019201025A1 (de) 2019-01-28 2020-07-30 Tesa Se Klebeband mit Temporär-Fixier-Klebstoff
DE102019201024A1 (de) 2019-01-28 2020-07-30 Tesa Se Verfahren zur Kompositherstellung mit Temporär-Fixier-Klebstoff
DE102019201026A1 (de) 2019-01-28 2020-07-30 Tesa Se Temporär-Fixier-Klebstoff
EP3696864A1 (en) * 2019-02-13 2020-08-19 TIGER Coatings GmbH & Co. KG Housing material
CN109849172B (zh) * 2019-03-21 2024-08-23 郑州福禄寿科技有限公司 保温板双面抹灰装置
RU2706661C1 (ru) * 2019-05-13 2019-11-19 Акционерное общество "Препрег-Современные Композиционные Материалы" (АО "Препрег-СКМ") Эпоксидное связующее, препрег на его основе и изделие, выполненное из него
WO2021046137A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 Web Industries, Inc. Prepreg master rolls and slit tape and method
US12053908B2 (en) 2021-02-01 2024-08-06 Regen Fiber, Llc Method and system for recycling wind turbine blades
CN113289845B (zh) * 2021-04-07 2023-09-29 浙江普汇电子科技有限公司 一种局部排气和分格检测法加速氨纶底襟生产装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59199724A (ja) * 1983-04-28 1984-11-12 Dainippon Ink & Chem Inc 複合化成形物の製造法
US5198281A (en) * 1989-04-17 1993-03-30 Georgia Tech Research Corporation Non-woven flexible multiply towpreg fabric
US4957801A (en) * 1989-05-17 1990-09-18 American Cyanamid Company Advance composites with thermoplastic particles at the interface between layers
US5083650A (en) * 1991-05-24 1992-01-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Friction material having heat-resistant paper support bearing resin-bonded carbon particles
US6001750A (en) * 1993-08-04 1999-12-14 Borg-Warner Automotive, Inc. Fibrous lining material comprising a primary layer having less fibrillated aramid fibers, carbon fibers, carbon particles and a secondary layer comprising carbon particles
US6949289B1 (en) * 1998-03-03 2005-09-27 Ppg Industries Ohio, Inc. Impregnated glass fiber strands and products including the same
JP2006524584A (ja) * 2003-04-25 2006-11-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 乾燥粒子材料を用いる不織研磨物品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014017646A8 (pt) 2017-07-11
US20140374018A1 (en) 2014-12-25
GB201200741D0 (en) 2012-02-29
CN104169339A (zh) 2014-11-26
BR112014017646A2 (es) 2017-06-20
US10016966B2 (en) 2018-07-10
WO2013107829A1 (en) 2013-07-25
EP2804894B1 (en) 2017-05-10
CN104169339B (zh) 2017-10-13
GB2498711A9 (en) 2013-08-14
GB2498711B (en) 2014-02-26
EP2804894A1 (en) 2014-11-26
GB2498711A (en) 2013-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2628002T3 (es) Material preimpregnado para la fabricación de materiales compuestos
US20160159998A1 (en) Prepreg for manufacturing composite materials
US10821680B2 (en) Curable prepregs with surface openings
EP3102404B1 (en) Method for manufacture of nanostructure reinforced composites
EP3027385B1 (en) Erosion resistant aerodynamic fairing
ES2727872T3 (es) Método de moldeo RTM
WO2017073460A1 (ja) 切込プリプレグ、クロスプライ積層体、および切込プリプレグの製造方法
JP7516413B2 (ja) 落雷保護可能な透過性材料及び樹脂注入処理におけるその使用
JP6273804B2 (ja) 繊維強化プラスチック成形体の製造方法
JP2007521987A5 (es)
JP2007521987A (ja) 炭素発泡体複合ツールおよび炭素発泡体複合ツールを使用するための方法
JP2010023449A (ja) 繊維強化プラスチックの製造方法
KR102285655B1 (ko) 섬유 강화 수지 중간재, 섬유 강화 수지 성형체, 및 섬유 강화 수지 중간재의 제조 방법
JP6973378B2 (ja) 強化繊維積層シートおよび繊維強化樹脂成形体ならびに強化繊維積層シートの製造方法
EP2087990A1 (en) Vacuum bagging of composite materials
ES2961745T3 (es) Conformado al vacío con cizallamiento controlado para moldear preformas
JP7021216B2 (ja) セレーション状の縁部を備えた繊維強化プリフォーム
WO2019148084A1 (en) Tackifier for resin infusion family processes
JP2017171894A (ja) 切込プリプレグおよび切込プリプレグの製造方法
ES2578930T3 (es) Método de moldeo de FRP