ES2638164T3

ES2638164T3 - Un procedimiento de fabricación de cuerpos cilíndricos de fuselaje de una sola pieza en un material compuesto

Info

Publication number: ES2638164T3
Application number: ES13725785.3T
Authority: ES
Inventors: Sabato Inserra Imparato; Pietrantonio Cerreta
Original assignee: Leonardo SpA
Current assignee: Leonardo SpA
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: ITTO20120317A1; US20150122413A1; CN104245288A; CA2866552C; IN2014DN08425A; WO2013153537A3; EP2747987A2; WO2013153537A2; CA2866552A1; CN104245288B; EP2747987B1; JP6133968B2; JP2015519225A; US9962917B2

Abstract

Un procedimiento para fabricar un cuerpo cilíndrico de fuselaje hecho en una sola pieza de material compuesto, comprendiendo el cuerpo cilíndrico un revestimiento de forma tubular global y una pluralidad de largueros longitudinales que sobresalen radialmente de una superficie interna del revestimiento, comprendiendo el procedimiento las etapas de: a) proporcionar un mandril de conformación interior (10) que tiene sectores (11a, 11b) radialmente retráctiles con respecto a un eje longitudinal central (x), siendo los sectores capaces de alcanzar posiciones extendidas radialmente para definir una superficie interior de moldeo (IML) que proporciona una pluralidad de ranuras longitudinales (17) espaciadas angularmente alrededor del eje (x); b) colocar una bolsa de vacío principal (18) alrededor de la superficie interior de moldeo (IML) y aplicar vacío para hacer que la bolsa de vacío principal (18) se adhiera a la superficie interior de conformación (IML), en la que la colocación de la bolsa de vacío principal en la superficie interior de conformación (IML) comprende las etapas de insertar, en dos extremos axiales opuestos del mandril interior (10), dos bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b) hechas de nylon para bolsas de vacío, sellado de las bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b) al mandril interior (10) a lo largo de una primera y segunda respectivas líneas circunferenciales de sellado (18a, 18b), dispuestas próximas a dos extremos axiales opuestos respectivos de la superficie exterior del mandril (10); sellado de los extremos axiales opuestos de la bolsa de vacío principal (18) a lo largo de una tercera y una cuarta línea de sellado circunferencial (18c, 18d) sobre superficies externas de las dos bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b), respectivamente; aplicación sobre la bolsa de vacío principal (18) de un tejido de respiración (19) y sobre esta una capa separadora tubular (20); 30 sellado de la capa separadora tubular (20) a las dos bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b) a lo largo de una quinta y una sexta líneas de sellado circunferenciales (18e, 18f); c) posicionamiento de una pluralidad de largueros (30) de material compuesto en las ranuras (17); d) colocación y retención, en cada larguero (30), de un soporte interior respectivo (31) que tiene una forma en sección transversal que concuerda al menos parcialmente con un contorno del larguero, una extensión longitudinal correspondiente a la longitud longitudinal del larguero y al menos un revestimiento de bolsa tubular impermeable exterior (32); e) aplicación de un material compuesto para formar un revestimiento laminado (37) que se extiende 360º alrededor de los largueros (30), los soportes recubiertos (31, 32) y la superficie interior de moldeo (IML), obteniendo así un cuerpo cilíndrico no curado que incluye el revestimiento (37) y los largueros (30); f) cierre de una herramienta de curado exterior alrededor del revestimiento laminado (37), comprendiendo la herramienta al menos dos semi-moldes complementarios (50, 51) que definen conjuntamente una cavidad que proporciona una superficie exterior de moldeo (OML) para el cuerpo cilíndrico del fuselaje, dejando un espacio anular (G) de anchura radial predeterminada entre la superficie exterior del revestimiento (37) y la superficie exterior de moldeo (OML); g) sellado de la bolsa de vacío principal (18) a lo largo de los segmentos de junta (L) que se extienden a lo largo de bordes circulares en dos extremos axiales opuestos de la herramienta exterior (50, 51), excepto en las posiciones donde están situados los largueros (30); h) sellando con continuidad, a lo largo de respectivas líneas de sellado en bucle cerrado, dos extremos abiertos opuestos de cada bolsa tubular (32) tanto al correspondiente semi-molde (50 o 51) de la herramienta externa como a la bolsa de vacío principal (18), comprendiendo cada línea de sellado en bucle cerrado una primera longitud (M') de sellado exterior radialmente unida a la herramienta exterior (50 o 51), y una segunda longitud de sellado (M'') unida para sellar la bolsa de vacío principal (18); i) aplicación de un vacío a un volumen encerrado entre la bolsa de vacío principal (18) y la herramienta exterior (50, 51), ensanchando de este modo el diámetro del cuerpo cilíndrico sin curar, haciendo que el cuerpo cilíndrico se libere del mandril interior (10) y haciendo que la superficie del revestimiento (37) entre en contacto con la superficie exterior de moldeo (OML) de la herramienta exterior (50, 51); j) retraer radialmente los sectores (11a, 11b) del mandril interior (10), retirar la herramienta externa (50, 51) del cuerpo cilíndrico del mandril interior (10) y transferir la herramienta externa que contiene el cuerpo cilíndrico sin curar en un autoclave para curar el cuerpo cilíndrico.

Description

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DESCRIPCION

Un procedimiento de fabricacion de cuerpos cilfndricos de fuselaje de una sola pieza en un material compuesto

La presente invencion se refiere a un procedimiento de fabricacion de cuerpos cilfndricos de fuselaje en material compuesto rigidizado por largueros. Mas particularmente, la invencion se refiere a la fabricacion de cuerpos cilfndricos de fuselaje realizados en una sola pieza en material compuesto, incluyendo un revestimiento de forma conica tubular, cilindrica o truncada completa, y una serie de largueros longitudinales que sobresalen sobre la superficie interior del cuerpo cilindrico.

El estado de la tecnica incluye varios procedimientos para fabricar cuerpos cilfndricos de fuselaje completos en material compuesto. En general, algunos procedimientos requieren curar el cuerpo cilindrico alrededor de un mandril interno o herramienta conformadora interna, que proporciona la superficie de conformacion interior del cuerpo cilindrico (la denominada "lfnea interior de molde" (IML) o "superficie interior de molde"). En otros casos, el curado tiene lugar en una herramienta de conformacion hueca que proporciona la superficie de conformacion exterior del cuerpo cilindrico ("lfnea exterior del molde" (OML) o "superficie exterior de molde").

Un primer procedimiento conocido incluye laminar el cuerpo cilindrico y su posterior curado sobre un mandril que tiene una forma correspondiente a la superficie interior ("lfnea interior del molde") del cuerpo cilindrico del fuselaje. De acuerdo con esta tecnica, los largueros aun no curados se alojan en ranuras longitudinales correspondientes conformadas en la superficie exterior del mandril. Un elemento inflable (o "camara de aire") se coloca dentro de cada larguero, y despues se coloca una capa de tejido preimpregnado con resina curable duroplastica sobre los largueros para retener los largueros y los elementos inflables durante la siguiente etapa de rotacion. La capa exterior se deposita entonces utilizando la tecnica conocida de colocacion de fibras. A continuacion se colocan laminas flexibles de metal o carbono (denominadas "placas camisa") sobre el conjunto; su funcion es suavizar la superficie exterior del cuerpo cilindrico durante el curado en el autoclave. Finalmente, todo el conjunto se cubre con una bolsa de vacio fabricada mediante una tecnica conocida usando una pelicula de nylon, despues de preparar vias para extraer el aire y los gases (tejido de respiracion y valvulas de vacio). Todo el conjunto se coloca entonces en un autoclave para el proceso de curado / compactacion por medio de calor y temperatura.

Este procedimiento tiene la ventaja de asegurar una superficie interior precisa que simplifica el montaje de los elementos estructurales interiores (marcos de largueros, etc.) pero que potencialmente conlleva algunos inconvenientes:

- Para poder ser extraido del cuerpo cilindrico despues del curado, el mandril, que tiene la forma del IML, es desmontable en una multiplicidad de sectores plegables (tipicamente seis sectores). Este requisito implica la presencia de juntas de sellado entre los sectores que, como tienen que resistir la temperatura y presion del autoclave, deben mantenerse con frecuencia para evitar el riesgo de perdidas de sellado con porosidad inaceptable consecuente sobre el cuerpo cilindrico producido.

- La ruptura del mandril en sectores radialmente retractiles requiere mecanismos de accionamiento. Estos ultimos se ven afectados negativamente por la temperatura y la presion del autoclave, y por esta razon tambien estan sujetos a frecuentes operaciones de mantenimiento.

- Los sectores del mandril deben estar acoplados con precision para evitar la formacion de pasos y arrugas inaceptables en el cuerpo cilindrico. Para los cuerpos cilfndricos de fuselaje de gran tamano, el acoplamiento preciso de los sectores es muy complejo y requiere ajustes frecuentes.

- Un mecanismo de compactacion empuja la superficie exterior del cuerpo cilindrico contra la superficie de IML del mandril de conformacion, reduciendo la longitud circunferencial del material no curado para llevarlo al espesor curado. La accion del mecanismo de compactacion, combinada con la reduccion de la longitud circunferencial, genera arrugas longitudinales sobre la superficie exterior del cuerpo cilindrico, que debe caracterizarse por un complejo y costoso plan de ensayos estructurales para verificar la aceptabilidad.

Se usa otro procedimiento conocido para producir cuerpos cilfndricos de fuselaje de pequeno diametro, con una estructura en sandwich y un refuerzo en panales. En este procedimiento se usa un mandril auxiliar de forma correspondiente a la forma interior del cuerpo cilindrico (IML), sobre el que esta dispuesta una pelicula de nylon que constituira la bolsa de vacio final. El revestimiento interior se deposita entonces por medio de la tecnica conocida de colocacion de fibras. Posteriormente, se coloca dicho material en forma de panales y se deposita la capa externa de resina reforzada con carbono, utilizando de nuevo la tecnica de colocacion de fibras. En este punto se coloca una herramienta de curado con una superficie igual a la superficie exterior del cuerpo cilindrico (lfnea de molde exterior, OML) alrededor del cuerpo cilindrico. La bolsa de vacio, ya instalada en el mandril auxiliar de IML, se sella incluyendo la herramienta de curado exterior de OML. Cuando se aplica el vacio, el cuerpo cilindrico tiende a separarse del mandril auxiliar de IML para unirse a la superficie del mandril de OML. Se genera de este modo un hueco que hace posible retirar el mandril auxiliar de IML y enviar el cuerpo cilindrico en la herramienta de OML al autoclave para curado / compactacion. Este procedimiento supera los problemas del procedimiento anterior, pero es

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aplicable con procedimientos conocidos solo para estructuras en sandwich, mientras que el riesgo sigue siendo que extraer el mandril de IML del cuerpo cilindrico antes del curado, que se realiza con un espacio limitado, podria danar la bolsa de curado.

En la industria aeronautica se da actualmente la necesidad de fabricar cuerpos cilindricos rigidizados por largueros.

El documento US 2009/0139641 A1 proporciona la aplicacion del material compuesto al interior de una superficie hueca, que constituye la superficie OML, de un mandril hueco, para formar un revestimiento que se extiende 360° alrededor de un eje. Los largueros se colocan entonces sobre una superficie interior del revestimiento, por medio de un posicionador que entra en el interior del mandril de OML y empuja las pestanas o alas de los largueros contra el revestimiento. Se instala una bolsa de vacio sobre los largueros y se aplica un vacio para presionar los largueros y el revestimiento hacia fuera y contra la superficie interior de la herramienta. El conjunto del revestimiento y los largueros se curan en conjunto a continuacion para fijar los largueros al revestimiento y reforzar la estructura. Para la laminacion, se requiere una maquina especial de colocacion de fibras, capaz de laminar dentro del mandril de OML, asi como un complejo aparato para posicionar los largueros de refuerzo y la bolsa de vacio.

El documento DE 10 2009 056978 A1 describe un procedimiento de fabricacion de una carcasa de fuselaje realizada en una sola pieza de material compuesto, comprendiendo la carcasa del fuselaje un revestimiento de forma tubular global y una pluralidad de largueros longitudinales que sobresalen radialmente de una superficie interior del revestimiento, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

proporcionar un mandril de conformacion interior que tiene sectores que se pueden retraer radialmente con respecto a un eje longitudinal central, pudiendo los sectores alcanzar posiciones extendidas radialmente para definir una superficie de moldeo interior que proporciona una pluralidad de ranuras longitudinales espaciadas angularmente alrededor del eje;

colocacion de una bolsa de vacio principal alrededor de la superficie de moldeo interna y aplicacion de vacio para hacer que la bolsa de vacio principal se adhiera a la superficie de conformacion interior;

posicionamiento de una pluralidad de largueros de material compuesto en las ranuras;

colocacion de un dispositivo de union laminado exterior junto con un revestimiento que se extiende alrededor de los largueros y la superficie interior de moldeo;

extension de los sectores para provocar el prensado de la superficie interior de moldeo y, por lo tanto, de los largueros contra una contra-superficie conformada de forma correspondiente del dispositivo de union laminar con un revestimiento, obteniendo asi una envoltura de fuselaje sin curar que incluye el revestimiento y los largueros;

aplicacion de un vacio en el lado de la superficie interior de moldeo y aplicacion despues de un vacio sobre la contra-superficie opuesta en el lado del dispositivo de union por laminado, como resultado de lo cual los largueros y materiales de material auxiliar dispuestos entre los largueros son empujados por la presion atmosferica contra el dispositivo de union por laminacion exterior y, por lo tanto, se transfieren al dispositivo de union por laminacion exterior;

retraer radialmente los sectores del mandril interior, para retirar el mandril interior de la carcasa del fuselaje.

Se conocen otros procedimientos de fabricacion de cuerpos cilindricos compuestos o secciones reforzadas de fuselaje a partir de los documentos DE 10 2007 060029 A1, DE 10 2007 027113 A1 y WO 00/61464 A1.

Es un objeto de la invencion proponer un procedimiento simplificado para fabricar cuerpos cilindricos de fuselaje completos rigidizados por largueros que tienen una superficie exterior particularmente precisa, que en uso es la superficie aerodinamica. Otros objetos de la invencion son evitar danar el material compuesto no curado, la bolsa de vacio y las herramientas de conformacion.

Estos y otros propositos y ventajas, que se entenderan a continuacion en el presente documento, se logran, de acuerdo con la presente invencion, mediante un procedimiento de fabricacion como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Otras caracteristicas y ventajas de la invencion quedaran claras a partir de la siguiente descripcion detallada, que se da meramente a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la figura 1 es una vista parcial esquematica, en seccion vertical, de un mandril con sectores retractiles;

la figura 2 es una vista en perspectiva esquematica de una planta para formar cuerpos cilindricos de fuselaje en material compuesto no curado, rigidizado por largueros;

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la figura 3 es una vista en perspectiva en seccion esquematica de una parte periferica del mandril de la figura 1 en una etapa preliminar del procedimiento de fabricacion;

la figura 4 es una vista esquematica en perspectiva seccionada de un soporte cubierto para conformar los largueros;

la figura 5 es una vista lateral esquematica del mandril de la figura 1, en una etapa preliminar de su preparacion antes de colocar el material compuesto;

las figuras 6 a 12 son vistas esquematicas en perspectiva que ilustran la planta de la figura 2 durante diversas etapas de preparacion del cuerpo cilindrico que se va a curar;

la figura 13 es una vista parcial esquematica, en seccion vertical, de un tramo de cuerpo cilindrico comprendido entre un molde exterior y el mandril interior del aparato de conformacion;

la figura 14 indica esquematicamente las lineas de sellado entre las partes del aparato de formacion y varias envolturas de pelicula impermeable utilizadas en el procedimiento; y

la figura 15 es una vista lateral esquematica del mandril, del cuerpo cilindrico, del molde exterior y de las envolturas de pelicula que pueden usarse en el procedimiento.

Haciendo referencia inicialmente a las figuras 1 y 2, el numero 10 designa en su conjunto un mandril interior plegable (o mandril auxiliar), cuya superficie exterior esta definida por un conjunto de sectores de mandriles 11, radialmente retractiles con respecto a un eje horizontal central x. Los sectores de mandril son operables en direcciones radiales para asumir una posicion radialmente extendida en la que estan situados circunferencialmente uno al lado del otro para definir juntos una superficie externa circunferencialmente continua sobre la que se depositan las tiras de fibra preimpregnadas a curar para fabricacion del cuerpo del fuselaje. En el ejemplo ilustrado en los dibujos, la superficie exterior del mandril es casi cilindrica para fabricar un cuerpo o una seccion mediana del fuselaje de un avion; sin embargo, el presente procedimiento es igualmente aplicable a la fabricacion de cuerpos cilindricos (o cuerpos) fuselados conicos, por ejemplo de forma conica truncada, de acuerdo con la posicion longitudinal que se pretende que ocupe el cuerpo cilindrico a lo largo del fuselaje. El procedimiento no se limita a fabricar cuerpos cilindricos que tengan formas de solidos de revolucion o superficies gobernadas.

El mandril 10 incluye una estructura de soporte interior reticular 12, en este ejemplo configurada como un prisma hexagonal, montada giratoriamente alrededor del eje x en un eje giratorio central 13. De una manera conocida per se, los sectores del mandril estan divididos en dos conjuntos 11a y 11b, dispuestos de forma alternativa en la direccion circunferencial. Un ejemplo de un mandril interior de tipo apropiado se conoce, por ejemplo, en el documento WO 2007/148301 A2. El eje giratorio 13 esta soportado por tres soportes: dos soportes de extremo 14, 15 y un soporte intermedio 16, preferentemente dispuesto a la mitad de la distancia entre los soportes de extremo, de tal manera que el mandril interior 10 permanece apoyado en una posicion de trabajo entre uno de los dos soportes de extremo (en este ejemplo el soporte 15) y el soporte intermedio 16, por razones que se explicaran a continuacion.

En la superficie exterior de los sectores 11a, 11b, se forman ranuras longitudinales paralelas 17 (figura 4), en este ejemplo de forma de trapecio, en las que estan situados los elementos longitudinales de refuerzo 30, llamados largueros. Los largueros 30, vistos en una seccion transversal, tienen un perfil que coincide sustancialmente con la forma de la seccion transversal de las ranuras 17, en este ejemplo de forma de trapecio. Cuando los sectores estan en su posicion radialmente extendida (figura 1), el mandril interior define la denominada "linea interior del molde" (IML) o "superficie interior del molde", es decir, la superficie de conformacion interior para el cuerpo cilindrico.

Se pueden ajustar dos bolsas internas anulares de terminal 182a, 182b hechas de nylon para la bolsa de vacio (figura 5) sobre los dos extremos axiales opuestos del mandril interior 10. Cada bolsa interna anular 182a, 182b esta sellada al mandril interior 10 a lo largo de una respectiva linea de sellado circunferencial 18a, 18b en proximidad de cada uno de los dos extremos axiales opuestos de la superficie exterior del mandril. Subsiguientemente, la superficie del mandril 10 y parte de las bolsas internas 182a, 182b de terminal anular puede cubrirse con un tejido de respiracion 190. Particularmente, el tejido de respiracion 190 puede colocarse sobre la parte radialmente externa de la superficie del mandril interior 10 comprendida entre las primeras 18a y las segundas 18b lineas circunferenciales de sellado.

Una pelicula de nylon tubular para la bolsa de vacio 18, denominada en este caso bolsa principal, se posiciona entonces sobre el mandril interior 10, preferentemente con una longitud axial que supera la del mandril interior 10. Los extremos axiales opuestos de la bolsa de vacio principal 18 estan sellados a lo largo de dos lineas de sellado circunferenciales 18c, 18d sobre las superficies exteriores de las dos bolsas terminales interiores anulares 182a, 182b, respectivamente.

A continuacion se aplica el vacio para hacer que la bolsa de vacio principal 18 se adhiera a la superficie exterior del mandril 10, teniendo cuidado de minimizar las arrugas, de tal manera que haga que la bolsa de vacio principal 18

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copie la forma de la superficie exterior del mandril 10.

A continuacion, se aplica a la bolsa de vacio principal 18 un tejido de respiracion 19 (o capa de pelado u otro material "de respiracion"). Sobre esto se aplica una capa separadora (FEP o pelicula de separacion) 20, preparada en forma tubular, por ejemplo mediante encolado longitudinal con cinta adhesiva adecuada para altas temperaturas (Permacel®) o mediante soldadura longitudinal.

La pelicula de separacion tubular 20 esta sellada a las dos bolsas terminales interiores anulares 182a, 182b a lo largo de dos lineas de sellado circunferenciales 18e, 18f, en este ejemplo en extremos axialmente exteriores de las bolsas terminales interiores anulares 182a, 182b, en posiciones respectivas que son axialmente exteriores con respecto a las lineas de sellado circunferenciales 18a, 18b y 18c, 18d de la bolsa de vacio principal 18.

El procedimiento continua con la colocacion de los largueros 30 uno tras otro en las ranuras perifericas 17 del mandril, mientras que el ultimo se hace girar para presentar al operador la cavidad siguiente en la que depositar el larguero. Para cada larguero, se prepara previamente un elemento inflable 35 ilustrado en la figura 4. Se proporciona un soporte interior o "tapon" 31 para cada larguero, alargado en una direccion aqui definida como longitudinal, que tiene una seccion transversal de una forma correspondiente a la del larguero, en este ejemplo de forma de trapecio. El soporte interno se puede fabricar a partir de cualquier material resistente a la temperatura de curado y puede estar relleno (por ejemplo, con caucho o espuma) o hueco, con el requisito de que no se aplaste cuando se aplique el vacio durante la preparacion del soporte. El soporte 31 se envuelve con una serie de capas, de las que la primera es una bolsa de pelicula tubular impermeable 32, preferentemente fabricada a partir de nylon, que esta claramente cerrada en torno al soporte interior 31.

La longitud de la bolsa tubular 32 es preferentemente mayor que la del soporte en al menos 50 mm por lado. Este exceso de material se plegara de nuevo en los dos extremos y se mantendra en posicion mediante cinta adhesiva. La bolsa tubular 32 deberia cubrir y permanecer adherida al soporte 31.

A continuacion se aplica una capa de respiracion delgada 33 (capa de pelado), preferentemente de fibra de poliester o de vidrio, alrededor de la bolsa tubular 32. Se aplica una pelicula separadora tubular 34, preferentemente hecha de FEP, alrededor de la capa o bolsa de respiracion 33. La pelicula tubular 34 puede estar sellada en sus dos extremos con una cinta adhesiva adecuada para altas temperaturas. Se aplica el vacio, por ejemplo, por medio de un tubo con una valvula de cierre rapido (no ilustrada), haciendo que la bolsa tubular 32 y las otras capas de material de pelicula tubular se adhieran al soporte 31, minimizando asi las arrugas.

Los soportes 31 cubiertos por las bolsas tubulares 32 (y las otras capas mencionadas) proporcionan elementos inflables que estan situados cada uno en una ranura respectiva 17 del mandril interior 10.

En primer lugar, los elementos inflables 35 estan situados en las cavidades orientadas hacia arriba de los largueros 30. A continuacion, sobre la parte superior de los elementos inflables 35, se puede colocar, por ejemplo manualmente, una capa de tejido pre-impregnado no curado de material duroplastico curable reforzado con fibras. Se puede colocar una bolsa de pre-vacio (no ilustrada). De esta manera, a medida que la rotacion subsiguiente del mandril prosigue, los elementos inflables no caen fuera de las ranuras. Como alternativa o ademas, para retener los elementos inflables 35 temporalmente en posicion en los largueros, puede disponerse un apoyo radial respectivo 38 (figura 15), en ambos extremos del mandril interior 10, capaz de soportar uno de los dos extremos de cada soporte interior 31. Preferentemente, los apoyos radiales 38 estan asegurados para girar con el mandril interior 10 alrededor del eje de rotacion x. En este ejemplo, cada extremo de un soporte interior 31 se aloja en una abertura 39 proporcionada por el apoyo radial respectivo 38. La figura 15 ilustra esquematicamente solo los apoyos radiales 38 para uno de los elementos inflables 35. De acuerdo con un modo de realizacion, los apoyos radiales 38 para todos los elementos inflables 35 del cuerpo cilindrico pueden estar hechos de dos elementos en forma de una rueda, cada uno dispuesto en un extremo del mandril interior y teniendo cada uno una pluralidad de aberturas 39 para que alojen extremos respectivos de los soportes interiores 31. De acuerdo con un posible modo de realizacion, las aberturas 39 pueden estar hechas en forma de ranuras radialmente alargadas para permitir movimientos limitados en una direccion radial, pero no en una direccion circunferencial, de los elementos inflables 35.

Los largueros que se colocan pueden ser largueros pre-curado o frescos (aun no curados). En el caso de largueros frescos, tal como se ilustra esquematicamente en la figura 13, puede disponerse un elemento de conformado (placa camisa 36) entre el elemento inflable 35 y el larguero sin curar para dar forma al larguero.

Una vez completada la colocacion de los elementos inflables, se retira la bolsa de pre-vacio (no ilustrada) y se realiza la laminacion de las capas del revestimiento de acuerdo con procedimientos manuales automaticos o asistidos.

En el proceso automatizado, el mandril puede girar alrededor del eje x por medio de un mecanismo de accionamiento (no ilustrado), mientras que las cabezas de la maquina anterior se accionan simultaneamente de manera que la maquina deposita el material de cinta de fibra preimpregnada alrededor del mandril . En esta fase, pueden colocarse automaticamente tiras de fibra preimpregnadas con resina, tales como fibras de carbono con

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resinas epoxi y grafito con resina de bismaleimida, por medio de uno o mas cabezales de suministro de una maquina de colocacion (maquina de colocacion de fibras). Los cabezales de suministro de la maquina y el mandril pueden ser desplazados uno con respecto al otro de tal manera que las cabezas aplican la cinta sobre el mandril tras un movimiento relativo de traslacion y rotacion con respecto al eje del mandril. Las maquinas para la colocacion automatizada de cintas de material compuesto se conocen, por ejemplo, en las publicaciones de patente WO 2005/082604 A2, WO 2005/018918 A1 y WO 2005/018917 A2.

En el proceso manual, las cintas preimpregnadas se pueden desenrollar a partir de los rodillos 40 (figura 2) montados por ejemplo sobre una barra 41 dispuesta paralela al eje del mandril. Dependiendo de las necesidades especificas, las cintas se pueden aplicar a angulos de 0°, 45° o 90°, como es conocido por los expertos en la materia. De esta manera, el "revestimiento" 37 del cuerpo o cuerpo cilindrico del fuselaje en laminado compuesto se forma sobre la superficie exterior del mandril interior.

Cuando se completa la laminacion del revestimiento, se monta una herramienta de polimerizacion exterior (o "curado") alrededor del mandril interior 10, definiendo una cavidad que tiene una superficie adecuada para formar la llamada linea exterior del molde (OML), es decir, la superficie radialmente mas externa del cuerpo cilindrico de fuselaje. La herramienta exterior OML esta formada por la union de dos semi-moldes complementarios o explementarios, uno inferior 50 y uno superior 51, cada uno definiendo una mitad, respectivamente superior e inferior, de la superficie OML. Los dos semi-moldes acoplados 50, 51 rodean completamente el revestimiento 37 mediante un angulo de 360°.

El eje de rotacion 13 tiene una longitud 13' que en la fase de laminacion se extiende hacia el exterior de la estructura del mandril 10; preferentemente la longitud exterior 13' tiene una longitud correspondiente o comparable al extremo del mandril.

En primer lugar (figuras 6 - 8), el semi-molde exterior inferior 50 se coloca debajo del mandril 10 sobre el que esta situado el cuerpo cilindrico aun no curado. El eje 13 esta suspendido en un punto intermedio a lo largo de su longitud desde un portico 53 (figura 6), por ejemplo por medio de un gancho suspendido 52. Entonces (figura 7), el semi- molde inferior 50 se coloca debajo de la longitud exterior 13' del eje, en linea con el eje del mandril. Se retira entonces el soporte intermedio 16 (figura 8) y el semi-molde inferior 50 se desliza longitudinalmente, con su parte de superficie OML con la concavidad dirigida hacia arriba, llevandola bajo el mandril 10 y mirando hacia el cuerpo cilindrico a curar, sin tocarlo.

Posteriormente (figura 9), el soporte intermedio 16 del eje de rotacion 16 es reposicionado y se retira el gancho de suspension 52 para dicho eje.

El semi-molde superior 51, suspendido del portico 53 con su propia parte concava de superficie OML orientada hacia abajo, se coloca sobre el semi-molde inferior 50 y se acopla con precision a este ultimo, para rodear el tambor aun no curado sin tocarlo (figura 10). Como se muestra esquematicamente en la figura 13, las superficies OML enfrentadas mutuamente de los semi-moldes superior 51 e inferior 50 estan dimensionadas de tal manera que entre la superficie OML de la herramienta y la superficie exterior del revestimiento 37 del cuerpo cilindrico aun no curado debe haber, en esta etapa, un juego radial o espacio anular G, preferentemente de aproximadamente 2-4 mm (figura 13).

Los semi-moldes superior 51 e inferior 50 se unen entonces mecanicamente, por ejemplo utilizando tornillos; las juntas entre los semi-moldes estan selladas, preferentemente con tiras de pelicula de nylon (no ilustradas).

Posteriormente, se abren los extremos opuestos de las bolsas tubulares 32 dispuestas alrededor de cada uno de los elementos inflables.

La bolsa de vacio principal 18 debe entonces ser sellada, habiendose previamente dispuesto en el mandril interno de IML 10, hasta los bordes circulares en los dos extremos axiales opuestos de la herramienta de OML, excepto en la region de los largueros 30 (figuras 14 y 15 ).

En la figura 14, L indica dos segmentos de sellado de la bolsa 18 con la herramienta exterior de OML 50 (o 51, dependiendo de la posicion angular considerada). Los segmentos de sellado L se extienden sobre las longitudes perimetrales entre dos ranuras consecutivas 17 del mandril 10. Dicha bolsa de vacio principal 18 esta sellada tambien con las tiras de bolsa (no ilustradas) dispuestas en las juntas entre el semi-molde inferior 50 y el semi-molde superior 51 de la herramienta exterior de OML. Las dos aberturas u orificios en los extremos opuestos de cada bolsa tubular 32 se sellan continuamente, a lo largo de lineas de sellado que forman un bucle cerrado (figura 14), a la herramienta externa de OML y a la bolsa de vacio principal 18. Estas lineas de sellado incluyen una longitud exterior M' que forma un sellado con la superficie de la herramienta exterior de OML correspondiente, 50 o 51, y una longitud M” que forma un sellado con la bolsa de vacio principal 18 que encierra el mandril interior 10.

La figura 15 muestra esquematicamente la conexion de la bolsa de vacio principal 18 con la herramienta exterior de OML 50, 51. La bolsa 18 de vacio principal esta desconectada de las bolsas terminales internas anulares 182a, 182b

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y esta conectada a otras dos bolsas terminales externas anulares 181a, 181b dispuestas adecuadamente sobre la herramienta exterior de OML 50, 51, por medio de dos lmeas circunferenciales respectivas de sellado 200a y 200b.

Se aplica el vacfo a traves de una o mas valvulas 48, conectadas en este ejemplo a las bolsas terminales exteriores anulares 181a, 181 b, al volumen encerrado entre la bolsa de vacfo principal 18 y la herramienta exterior de OML 50, 51. Las capas de respiracion 183, 184 pueden estar dispuestas entre las bolsas terminales exteriores anulares 181 a, 181b y la herramienta exterior 50, 51.

La depresion en el espacio comprendido entre la bolsa de vacfo principal 18 y la herramienta exterior de OML 50, 51 genera fuerzas directas en direcciones radialmente externas que son eficaces para agrandar el diametro del cuerpo cilmdrico sin curar, haciendo que se adhiera a la superficie interior de la herramienta de OML y se separe del mandril interior 10.

De acuerdo con los procedimientos conocidos per se, los sectores 11 del mandril interior pueden ser retirados, es decir, retrafdos radialmente, hasta que los sectores esten espaciados radialmente a 10-15 cm de distancia de la superficie de IML del cuerpo cilmdrico no curado. El soporte intermedio 16 del eje de rotacion del mandril de IML puede entonces ser retirado. Sin el soporte intermedio, el mandril interno 10 inevitablemente se desvfa hacia abajo. La separacion o juego radial G mencionado anteriormente, entre el cuerpo cilmdrico y la superficie de OML de la herramienta externa 50, 51, debe asegurar que no haya interferencia entre la superficie del mandril interior 10 radialmente retrafdo y la superficie de IML del cuerpo cilmdrico no curado.

Posteriormente (figura 11), la herramienta exterior 50, 51 puede moverse, trasladandola longitudinalmente, paralela al eje de rotacion, desplazandola hacia fuera del mandril interior 10. Despues de esto, se puede volver a montar el soporte intermedio 16 para el eje de rotacion y, a continuacion, se puede retirar el soporte de extremo 14 (no motorizado) del eje de rotacion (figura 12), para permitir una extraccion longitudinal completa de la herramienta de OML desde el eje de rotacion. Finalmente, la herramienta externa 50, 51, que contiene el cuerpo cilmdrico a curar, se transfiere al autoclave.

Se han descrito varios aspectos y formas de modo de realizacion del procedimiento. Debe entenderse que cada modo de realizacion puede combinarse con cualquier otro modo de realizacion descrita y/o ilustrada. La invencion, ademas, no esta limitada a los modos de realizacion descritos, pero puede variarse dentro del alcance definido por las reivindicaciones adjuntas.

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REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para fabricar un cuerpo cilfndrico de fuselaje hecho en una sola pieza de material compuesto, comprendiendo el cuerpo cilfndrico un revestimiento de forma tubular global y una pluralidad de largueros longitudinales que sobresalen radialmente de una superficie interna del revestimiento, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

a) proporcionar un mandril de conformacion interior (10) que tiene sectores (11a, 11b) radialmente retractiles con respecto a un eje longitudinal central (x), siendo los sectores capaces de alcanzar posiciones extendidas radialmente para definir una superficie interior de moldeo (IML) que proporciona una pluralidad de ranuras longitudinales (17) espaciadas angularmente alrededor del eje (x);

b) colocar una bolsa de vacio principal (18) alrededor de la superficie interior de moldeo (IML) y aplicar vacio para hacer que la bolsa de vacio principal (18) se adhiera a la superficie interior de conformacion (IML), en la que la colocacion de la bolsa de vacio principal en la superficie interior de conformacion (IML) comprende las etapas de

insertar, en dos extremos axiales opuestos del mandril interior (10), dos bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b) hechas de nylon para bolsas de vacio,

sellado de las bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b) al mandril interior (10) a lo largo de una primera y segunda respectivas lineas circunferenciales de sellado (18a, 18b), dispuestas proximas a dos extremos axiales opuestos respectivos de la superficie exterior del mandril (10);

sellado de los extremos axiales opuestos de la bolsa de vacio principal (18) a lo largo de una tercera y una cuarta linea de sellado circunferencial (18c, 18d) sobre superficies externas de las dos bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b), respectivamente;

aplicacion sobre la bolsa de vacio principal (18) de un tejido de respiracion (19) y sobre esta una capa separadora tubular (20);

sellado de la capa separadora tubular (20) a las dos bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b) a lo largo de una quinta y una sexta lineas de sellado circunferenciales (18e, 18f);

c) posicionamiento de una pluralidad de largueros (30) de material compuesto en las ranuras (17);

d) colocacion y retencion, en cada larguero (30), de un soporte interior respectivo (31) que tiene una forma en seccion transversal que concuerda al menos parcialmente con un contorno del larguero, una extension longitudinal correspondiente a la longitud longitudinal del larguero y al menos un revestimiento de bolsa tubular impermeable exterior (32);

e) aplicacion de un material compuesto para formar un revestimiento laminado (37) que se extiende 360° alrededor de los largueros (30), los soportes recubiertos (31, 32) y la superficie interior de moldeo (IML), obteniendo asi un cuerpo cilfndrico no curado que incluye el revestimiento (37) y los largueros (30);

f) cierre de una herramienta de curado exterior alrededor del revestimiento laminado (37), comprendiendo la herramienta al menos dos semi-moldes complementarios (50, 51) que definen conjuntamente una cavidad que proporciona una superficie exterior de moldeo (OML) para el cuerpo cilfndrico del fuselaje, dejando un espacio anular (G) de anchura radial predeterminada entre la superficie exterior del revestimiento (37) y la superficie exterior de moldeo (OML);

g) sellado de la bolsa de vacio principal (18) a lo largo de los segmentos de junta (L) que se extienden a lo largo de bordes circulares en dos extremos axiales opuestos de la herramienta exterior (50, 51), excepto en las posiciones donde estan situados los largueros (30);

h) sellando con continuidad, a lo largo de respectivas lineas de sellado en bucle cerrado, dos extremos abiertos opuestos de cada bolsa tubular (32) tanto al correspondiente semi-molde (50 o 51) de la herramienta externa como a la bolsa de vacio principal (18), comprendiendo cada linea de sellado en bucle cerrado una primera longitud (M') de sellado exterior radialmente unida a la herramienta exterior (50 o 51), y una segunda longitud de sellado (M'') unida para sellar la bolsa de vacio principal (18);

i) aplicacion de un vacio a un volumen encerrado entre la bolsa de vacio principal (18) y la herramienta exterior (50, 51), ensanchando de este modo el diametro del cuerpo cilfndrico sin curar, haciendo que el cuerpo cilfndrico se libere del mandril interior (10) y haciendo que la superficie del revestimiento (37) entre en contacto con la superficie exterior de moldeo (OML) de la herramienta exterior (50, 51);

j) retraer radialmente los sectores (11a, 11b) del mandril interior (10), retirar la herramienta externa (50, 51) del

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cuerpo cilindrico del mandril interior (10) y transferir la herramienta externa que contiene el cuerpo cilindrico sin curar en un autoclave para curar el cuerpo cilindrico.
2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el espacio (G) tiene una dimension radial de aproximadamente 2-4 mm.
3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que:

la herramienta exterior esta compuesta por la union de dos semi-moldes complementarios: uno inferior (50) y uno superior (51), definiendo cada uno una mitad, respectivamente una mitad superior y una mitad inferior, de la superficie exterior de moldeo (OML);

el mandril interior (10) puede girar alrededor del eje (x) sobre un eje giratorio central (13) que tiene una porcion (13') que durante la etapa de laminacion se extiende fuera del mandril (10), en la que la porcion exterior (13') tiene una longitud igual o comparable a la longitud axial del mandril (10);

y en el que la etapa f) de cierre de la herramienta de curado exterior esta precedida por las etapas de:

f1) colocacion del semi-molde inferior (50) por debajo del mandril (10) sobre el que se coloca el cuerpo cilindrico sin curar;

f2) suspension del eje (13) en un punto intermedio;

f3) colocacion del semi-molde inferior (50) bajo la porcion exterior (13') del eje, alineado con el eje del mandril;

f4) deslizamiento longitudinalmente del semi-molde inferior (50), con la parte exterior de su superficie de moldeo presentando su concavidad orientada hacia arriba, llevando el semi-molde por debajo del mandril (10) para hacer frente al cuerpo de moldeo a curar;

f5) extension desde arriba del troquel superior (51), con su porcion exterior de superficie concava de moldeo hacia abajo, sobre el semi-molde inferior (50).
4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que en las etapas f2) -f4) el eje (13) se suspende desde arriba para permitir que el semi-molde inferior (50) se deslice bajo el mandril interior (10).
5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el eje (13) esta suspendido por medio de un gancho (52) desde un portico (53).
6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la etapa de retencion, en cada larguero (30), de un soporte interno respectivo (31), comprende la etapa de

d1) colocar, sobre los elementos inflables (35), una capa de tejido pre-impregnada no curada de material duroplastico curable reforzado con fibra,

y en el que la etapa d1) es seguida por la etapa de establecer una bolsa de pre-vacio que se retira antes de la etapa e) de laminacion del revestimiento (37).
7. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de retencion, en cada larguero (30), de un soporte interno respectivo (31), comprende la etapa de soportar temporalmente extremos opuestos de los soportes revestidos (31, 32) en los largueros (30) mediante apoyos (38) solidarios en rotacion con el mandril interior (10).
8. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la capa separadora tubular (20) esta sellada a las dos bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b) a lo largo de la quinta y sexta lineas de sellado circunferenciales (18e, 18f), en los extremos axiales exteriores de las bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b), en posiciones respectivas axialmente externas con respecto a la primera y segunda lineas de sellado circunferenciales (18a, 18b) a la bolsa de vacio principal (18).
9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la etapa h) comprende conectar la bolsa de vacio principal (18) a la herramienta exterior de OML (50, 51) de acuerdo con las siguientes etapas:

desconectar la bolsa de vacio principal (18) de las bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b);

insertar, en dos extremos axiales opuestos de la herramienta de OML exterior (50, 51), dos bolsas terminales exteriores anulares (181a, 181b) hechas de nylon para bolsas de vacio;

sellar las bolsas terminales exteriores (181a, 181b) a la herramienta de OML exterior (50, 51) a lo largo de una septima y una octava (18g, 18h) lfnea de sellado circunferencial;

sellar los extremos axiales opuestos de la bolsa de vacfo principal (18) a las dos bolsas terminales exteriores 5 anulares (181 a, 181b) a lo largo de una respectiva novena (200a) y decima (200b) lfnea de sellado circunferencial.
10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que en la etapa i) se aplica vacfo a traves de una o mas valvulas (48) conectadas a las bolsas terminales exteriores anulares (181a, 181b).

10 11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que despues de sellar las bolsas terminales internas

anulares (182a, 182b) al mandril interior (10) a lo largo de la primera y segunda lfnea de sellado circunferencial (18a, 18b), se coloca un tejido de respiracion (190) alrededor de una parte de la superficie radialmente externa del mandril interior (10) comprendida entre la primera (18a) y la segunda (18b) lfnea de sellado circunferencial.

15 12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que el tejido de respiracion (190) tambien cubre

partes de las bolsas terminales interiores anulares (182a, 182b).
13. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la bolsa de vacfo principal (18) tiene una longitud axial que excede la del mandril interior (10).