ES2644440T3

ES2644440T3 - Aparato y método para la colocación de fibra automática de complejidad reducida

Info

Publication number: ES2644440T3
Application number: ES09715796.0T
Authority: ES
Inventors: Peter D. Mccowin
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2008-02-27
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2029-02-13
Also published as: PT2280819T; JP2011515242A; EP2280819A1; CN101959672A; US9884472B2; JP5462190B2; WO2009108517A1; EP2280819B1; US8557074B2; US20090211698A1; US20140027065A1

Description

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DESCRIPCION

Aparato y metodo para la colocacion de fibra automatica de complejidad reducida Campo tecnico

Esta divulgacion se refiere generalmente a sistemas de colocacion de fibra automatizada, especialmente a aquellos usados para el apilado de estructuras compuestas, y mas particularmente se trata de un aparato simplificado para las fibras de colocacion as! como de un metodo relacionado.

Antecedentes

Estructuras compuestas tales como aquellas usadas en las industrias aeroespacial, naval y automovillstica pueden fabricarse usando maquinas de aplicacion de material compuesto automatizada, denominadas comunmente maquinas de colocacion de fibra automatizada (AFP). Pueden usarse maquinas de AFP en la industria aeronautica, por ejemplo para fabricar formas estructurales y conjuntos de revestimiento envolviendo tiras relativamente estrechas de material compuesto, cinta cortada en tiras o “filamentos”, colimados en una banda mas ancha, alrededor de una herramienta de fabricacion. La maquina de AFP alinea y coloca una pluralidad de tiras de cinta, normalmente seis o mas, en contacto continuo de borde a borde formando un unico ancho de banda amplio y conforme que se coloca en y se compacta contra la herramienta.

Con el fin de fabricar conjuntos de material compuesto laminado complejos y grandes, las maquinas de AFP actuales pueden usar cabezas de colocacion de fibra que tienen un grado de flexibilidad operativa relativamente alto. Por ejemplo, las cabezas de colocacion actuales pueden tener la habilidad de anadir disminuir o cortar cualquiera de o todas las tiras de cinta contiguas independientemente de todas las demas proporcionando cuchillas individuales y controlables de manera independiente para cada tira de cinta. Por tanto, las cabezas de colocacion actuales pueden ser relativamente complejas, grandes y pesadas.

El tamano, el peso y la complejidad de las cabezas de colocacion actuales pueden impedir su uso en la fabricacion de conjuntos de laminado de material compuesto relativamente pequenos, o en la fabricacion de apilados que requieren una resolucion de colocacion relativamente alta. Ademas, debido a la complejidad, las cabezas de colocacion actuales son relativamente caras.

Por consiguiente, existe una necesidad de un aparato de colocacion de fibra automatica que tiene una complejidad mecanica reducida y es tanto mas pequeno de tamano como mas ligero de peso para aquellas aplicaciones de fibra que requieren una resolucion de colocacion mas alta y/o una aplicacion de cinta simplificada. Ademas, existe una necesidad de un metodo de colocacion de fibra usando maquinas de colocacion menos complejas que permite la colocacion de fibra formando patrones de cinta contorneados o desnivelados.

El documento US-A1-2004/0026025 se refiere a un metodo de laminacion de preimpregnado automatico, en el que la primera pellcula de separacion se sujeta en una primera mesa de laminacion plana en estrecho contacto con la primera mesa de laminacion plana, y despues se extienden unos preimpregnados amplios para laminacion plana en la primera pellcula de separacion para formar un laminado preimpregnado grande que tiene un area grande. Una segunda pellcula de separacion se sujeta en una segunda mesa de laminacion plana en estrecho contacto con la segunda mesa de laminacion plana por succion, y despues preimpregnados estrechos para formar un laminado preimpregnado con forma de rejilla. El laminado preimpregnado grande se hace flotar lanzando aire a chorro desde la primera mesa de laminacion plana y se corta en una mesa de corte para obtener un revestimiento de laminado preimpregnado. El laminado preimpregnado con forma de rejilla se procesa de manera similar para obtener un refuerzo de laminado preimpregnado. El revestimiento laminado preimpregnado y el refuerzo de laminado preimpregnado se llevan desde la mesa de corte hasta un molde de laminacion que tiene una unica superficie de laminacion de contorno para superponerse y se laminan para formar un panel de material compuesto.

Sumario

Se proporcionan un aparato de colocacion de fibra automatica y metodos relacionados que son particularmente utiles en la fabricacion de estructuras de fibra de material compuesto laminado relativamente pequenas, y as! como de estructuras compuestas mas grandes que requieren una resolucion de colocacion de cinta de grado alto. La complejidad, el tamano y el peso de la cabeza de colocacion se reduce empleando un unico mecanismo de corte para cortar simultaneamente los extremos de todas las tiras de cinta al final de un trayecto, eliminando por tanto la necesidad de mecanismos de corte individuales para cada tira de cinta. Pese a esta complejidad mecanica reducida, pueden alcanzarse patrones de aplicacion de cinta desnivelados o contorneados iniciando de manera secuencial la colocacion de cada tira de cinta mientras que se extiende una banda de tiras.

Segun la presentation, se proporciona un metodo para colocar cinta de fibra en un sustrato segun la revindication

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La invencion tambien se extiende a una cabeza de colocacion de cinta de fibra segun la reivindicacion 5.

Otras caracterlsticas, beneficios y ventajas de las realizaciones dadas a conocer pasaran a ser evidentes a partir de la siguiente descripcion de unas realizaciones, cuando se consideran segun los dibujos adjuntos y las reivindicaciones anexas.

Breve descripcion de las ilustraciones

La figura 1 es una vista en perspectiva de una unica celda de fabricacion de partes que tiene una maquina de colocacion de fibra de complejidad reducida.

La figura 2 es una vista en perspectiva de una celda de colocacion de fibra de gran escala que tiene una maquina de colocacion de fibra de complejidad reducida.

La figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra los componentes basicos de la maquina de colocacion de fibra de complejidad reducida.

La figura 4 es una vista lateral de la maquina de colocacion de fibra de complejidad reducida.

La figura 5 es una vista desde arriba de la maquina mostrada en la figura 4.

La figura 6 es una vista desde abajo de la maquina mostrada en la figura 4.

La figura 7 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de un conjunto de reenhebrado que forma parte de la maquina mostrada en las figuras 4-6.

La figura 8 es una vista en perspectiva del conjunto de reenhebrado.

La figura 9 es una vista en perspectiva de la maquina mostrada en las figuras 4-6, habiendose retirado una cubierta para mostrar detalles adicionales.

La figura 10 es una vista en alzado frontal simplificada del mecanismo de corte de cinta que forma parte de la maquina mostrada en las figuras 4-9.

La figura 11 es una vista en perspectiva de una herramienta en la que se ha colocado una banda de cintas usando la maquina de colocacion de cinta de complejidad reducida.

La figura 12 es una vista en planta de una banda de cinta que ilustra los puntos de inicio secuenciales y programados de tiras de cinta individuales que terminan en un punto de corte comun.

La figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas basicas de un metodo para colocar cinta de material compuesto en un sustrato usando la maquina de colocacion de fibra automatica de complejidad reducida.

La figura 14 es una vista en planta esquematica que muestra un metodo alternativo para colocar tiras de cinta contiguas en un sustrato.

La figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra con mas detalle el metodo alternativo para colocar cinta en un sustrato mostrado en la figura 14.

La figura 16 es una vista en planta que muestra dos bandas de tiras de cinta colocadas alrededor de un elemento distintivo de sustrato.

La figura 17 es un diagrama de flujo que ilustra un metodo para colocar tiras de cinta alrededor del elemento distintivo de sustrato mostrada en la figura 16.

La figura 18 es un diagrama de flujo de metodologla de servicio y produccion de aeronaves.

La figura 19 es un diagrama de bloques de una aeronave.

Descripcion detallada

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Haciendo referenda en primer lugar a la figura 1, una unica celda de fabrication de partes generalmente indicada por el numero 18 emplea una maquina 20 de colocation de fibra de complejidad reducida (AFP) que puede usarse para el apilado de partes 26 individuales relativamente pequenas sobre una herramienta 28. La maquina 20 de AFP puede controlarse de manera parcial o totalmente automatica mediante un controlador adecuado (no mostrado) que puede comprender un controlador NC, CNC o PLC. La maquina 20 de AFP tambien puede controlarse al menos parcialmente mediante un operador 24.

En el ejemplo ilustrado, la maquina 20 de AFP se monta para el movimiento a lo largo de los ejes x, y, z ortogonales mostrados en 25. Mas particularmente, se monta una cabeza 40 de aplicacion de cinta en una gula 30 para el movimiento de deslizamiento a lo largo del eje Z, y la gula 30, a su vez, se monta en un portico 32 para el movimiento de deslizamiento a lo largo del eje x. El portico 32 se monta para el movimiento de deslizamiento a lo largo del eje Z por medio de carriles 34 que se apoyan sobre una mesa 22. La maquina 20 de AFP incluye bobinas 38 de suministro de cinta que suministran cinta 36 de fibra de material compuesto a la cabeza 40 de aplicacion que incluye un rodillo 42 compactador para compactar la cinta 36 contra la herramienta 28. Tal como se usa en el presente documento, “cinta de fibra de material compuesto”, “cinta de fibra”, “cinta” y “tiras de cinta” estan destinadas a incluir una gama amplia de cintas, “filamentos” y mechas, incluyendo aquellas que tienen anchuras convencionales tales como, sin limitation, 7,6 cm (tres pulgadas) o 15,2 cm (seis pulgadas), y aquellas que tienen anchuras no convencionales tales como 3,2 mm (un octavo de pulgada) o 6,4 mm (un cuarto de pulgada) (“filamentos”).

Tal como se describira a continuation con mas detalle, la cinta 36 se extrae de las bobinas 38 mediante un mecanismo de enhebrado de cinta descrito a continuacion que alimenta cinta a una llnea de contacto (no mostrada) entre el rodillo 42 compactador y la superficie de la herramienta 28. El movimiento de la maquina 20 de AFP extrae cinta 36 de las bobinas 38, y la cinta 36 se corta a la longitud adecuada por un mecanismo de corte de cinta simplificado descrito a continuacion.

Haciendo referencia ahora a la figura 2, puede usarse una forma alternativa de la maquina AFP 20a como un elemento terminal instalado en un robot 44 que se monta para el desplazamiento a lo largo de carriles 46. Una herramienta, tal como un mandril 50 cillndrico se monta mediante husillos 42 para la rotation sobre soportes 54. La rotation de la herramienta 50, as! como el funcionamiento del robot 44 y de la cabeza 20a de colocacion puede controlarse mediante un controlador 48 NC o CNC. La cabeza 20a de colocacion puede usarse para apilar bandas 28 de la cinta 36 en el mandril 50 con una resolution de contorno alta.

Haciendo referencia ahora a la figura 3, la maquina 20 de AFP incluye en llneas generales un sistema 56 de suministro de cinta simplificado, modulos 58 de alineacion de cinta y de reenhebrado de cinta independientes, y un unico mecanismo 70 de corte de cinta que se usa para cortar todas las cintas 36. El sistema 56 de suministro de material simplificado puede comprender un numero de modulos 57 de suministro de cinta individuales que se asocian respectivamente a y extraen cinta 36 de las bobinas 38 de cinta preenrolladas (figura 1).

Cada uno de los modulos 57 de suministro de cinta puede incluir un freno aerodinamico de traction sencillo (no mostrado) y un dispositivo de limitacion de inercia tal como un freno de disco accionado de manera neumatica (no mostrado), que juntos actuan para suministrar la cinta 36 a los modulos 58 de alineacion y reenhebrado de cinta asociados respectivamente, de una manera uniforme y alineada. Los modulos 58 de alineacion y reenhebrado de cinta alinean la pluralidad de cintas 36 individuales en paralelo, con contacto de borde a borde usando una combination de gulas con ranuras (no mostradas) que pueden establecerse previamente en un patron entrelazado para proporcionar holgura del mecanismo. Empaquetado dentro de cada modulo 58 de alineacion y reenhebrado hay un mecanismo 90 de reenhebrado de cinta (la figura 6). Aunque no se muestra especlficamente en las figuras, el mecanismo 90 de reenhebrado de cinta usa contacto de friction para accionar y sujetar las cintas 36 individuales. Pueden encontrarse detalles adicionales de los modulos 57 de suministro de cinta, de los modulos 58 de alineacion y reenhebrado y de los mecanismos 90 de reenhebrado en el documento de patente estadounidense numero 4.699.683, concedido el 13 de octubre de 1987 y en la publication de patente estadounidense n.° 20070029030A1 publicada el 8 de febrero de 2007.

Haciendo referencia ahora a las figuras 4-9, la cabeza 40 de colocacion de cinta incluye un conjunto 41 de armazon que tiene una placa 62 superior adaptada para conectarse a un robot 44 (figura 2) u otra herramienta usada para mover la cabeza 40 de colocacion sobre un sustrato en el que se va a colocar cinta 36. Los modulos 58 de alineacion y reenhebrado de cinta se montan uno al lado del otro en un cuerpo 91 central (figura 7) sostenidos dentro del conjunto 41 de armazon. Cada uno de los modulos 58 incluye un conjunto de union de rodillos 72 planos y rodillos 74 en forma de U que forman un canal 76 de entrada para una de las cintas 36. Los rodillos 72 planos se montan en un arbol 60 que se porta en un brazo 66 pivotante. Los muelles 84 inclinan los brazos 66 pivotantes hacia una position cerrada normal en la que los rodillos 72 planos se separan a una distancia preseleccionada de los rodillos 74 en forma de U, generalmente correspondiente al grosor de la cinta 36. La altura o grosor del canal 76 de entrada puede ajustarse a traves de un tornillo 68 de fijacion. Las cintas 36 suministradas desde las bobinas 38 (figura 1) se reciben respectivamente dentro de los canales 76 de entrada y se mantienen alineadas, una al lado de la otra mediante gulas 80 con ranuras (figura 7) que estan encerradas por una placa 93 de cubierta.

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Se alimentan cintas 36 a traves de las gulas 80 con ranuras a los mecanismos 90 de reenhebrado que incluyen rodillos 90a de acoplamiento de cinta que se mueven para acoplarse con las cintas 36 mediante cilindros 86 neumaticos. Los rodillos 90a se accionan mediante una correa 97 impulsada por un motor 99. La activacion de un mecanismo 90 de reenhebrado particular inicia el enhebrado de la cinta 36 correspondiente que despues se alimenta a traves de una de las gulas 80 con ranuras a un elemento 83 de gula que despues dirige la cinta 36 en un angulo predeterminado al interior de la llnea 74 de contacto donde la cinta 36 se aplica y se compacta en el sustrato 28 mediante el rodillo 42 compactador. Los sensores 89 de fibra optica (figura 9) detectan la posicion de las cintas 36, incluyendo el paso de los extremos de las cintas 36, y produce senales de posicion que pueden usarse para controlar la alimentacion y colocacion de cinta. Los sensores 89 de fibra optica tambien pueden usarse para detectar el funcionamiento de la hoja 92, o bien para permitir la sincronizacion de su funcionamiento con otras funciones en la maquina 20 de AFP, o bien simplemente para verificar que la hoja 92 esta funcionando de manera apropiada, o ambas.

De lo anterior, puede apreciarse que la ubicacion en la superficie 82 de sustrato (figura 4) en la que “se inicia” una cinta 36 particular es dependiente del momento preciso en el que el mecanismo 90 de enhebrado de cinta se activa para empezar a alimentar cinta 36 al rodillo 42 compactador. Puesto que los mecanismos 90 de enhebrado de cinta pueden activarse independientemente mediante activadores 86, el punto de inicio de cada cinta 36 puede controlarse independientemente de manera que estos puntos de inicio puedan escalonarse en cualquier patron deseado, tal como se describira con mas detalle a continuacion.

Tal como se ve mejor en la figura 9, segun la realizacion dada a conocer, la cabeza 40 de colocacion de cinta incluye ademas un mecanismo 70 de corte de cinta que comprende un activador 96 neumatico que mueve una unica hoja 92 de corte. El activador 96 neumatico recibe aire de un colector 85 de aire que se controla mediante un cilindro 87 de control de valvula electrico. El mecanismo de corte tambien se ilustra esquematicamente en la figura 10. La unica hoja 92 de corte se conecta al activador 96 neumatico a traves de una conexion 98 de accionamiento adecuada. La hoja 92 incluye un borde 92a de corte que abarca toda la banda 106 de cintas 36 extendidas mediante la cabeza 40 de colocacion. La hoja 92 realiza un movimiento alternativo, tal como indica la flecha 100 en la figura 10, para seccionar simultaneamente toda la banda 106 de cintas 36 con un unico corte de cizalla. Tal como sera evidente a partir de la descripcion a continuacion, los extremos de las cintas 36 se cortan en el mismo punto durante el proceso de extension de cinta, pese al punto de inicio de las cintas 36.

Tal como se usa en el presente documento, la referencia a cortar todas las cintas 36 en una banda 106 “simultaneamente” o “sustancialmente de manera simultanea” significa que la hoja 92 u otro dispositivo de corte secciona todas las cintas 36 de la banda 106 en sustancialmente el mismo punto al final de un trayecto. Por tanto, una cuchilla (no mostrada) puede arrastrarse transversalmente sobre la banda 106 de una sola vez para cortar secuencialmente las cintas 36 en una banda 106 al final del trayecto, en lugar de entrar en contacto y seccionar todas las cintas 36 de la banda 106 a exactamente el mismo tiempo, tal como se muestra en la realizacion ilustrada. Ademas, la referencia a cortar las cintas 36 de una banda 106 de un “unico corte” o “unico golpe de hoja” significa asimismo que todas las cintas 36 de una banda 106 se cortan en sustancialmente el mismo punto al final de un trayecto a traves del movimiento de una unica cuchilla que entra en contacto y secciona las cintas en este punto final o bien simultaneamente o bien en sucesion rapida.

Ahora se hace referencia a las figuras 11-13 que ilustran una realizacion de metodo para formar apilamientos usando la maquina 20 de AFP de complejidad reducida. En el ejemplo ilustrado en la figura 11, una banda 106 contorneada de tiras de cinta 36 contiguas en paralelo se apilan en una herramienta 102 apoyada en una base 104. La herramienta 102 incluye un borde 108 contorneado al que puede ajustarse sustancialmente una parte 88 contorneada de la banda 106. Tal como se muestra en la etapa 114 en la figura 13, la cabeza 40 de colocacion se mueve en primer lugar a una posicion de inicio que se corresponde con el punto de inicio “A” de la cinta numero 1 en la banda 106. Tal como se muestra en la etapa 116 en la figura 13, y en la figura 11, la cabeza 40 de colocacion se desplaza en el sentido 112 de recorrido desde la posicion de inicio “A” hasta una posicion final “G”. En la etapa 118, mientras que la cabeza 40 de colocacion se mueve desde la posicion de inicio “A” hasta la posicion final “G”, los mecanismos 90 de enhebrado de cinta individuales se activan para iniciar la colocacion de cintas 1-6 de una manera secuencial de manera que se anaden respectivamente a los puntos A-F.

El inicio secuencial de cintas 1-6 descrito anteriormente escalona los comienzos de cintas 36 de manera que forman el contorno de borde o perfil 88 exterior (figura 11) que generalmente coincide con el borde 108 contorneado de la herramienta 102. La adicion secuencial de las cintas 36 a la banda 107 continua hasta que la banda 106 pasa a ser uniforme en el punto “F”. En un punto preseleccionado, tal como se muestra en la etapa 120, el mecanismo 70 de corte se activa para cortar toda la banda 106 en el punto final o de corte “G”, en un unico corte de cizalla mediante la hoja 92. Puede apreciarse que la resolucion del perfil 88 exterior puede determinarse mediante el numero de cintas 36 presente bajo el mecanismo 70 de corte en el momento que se inicia el unico corte. Por tanto, para zonas de resolucion mayores, puede incluirse un numero de cintas 36 menor dentro de la anchura de la banda 106 para un trayecto particular.

Ahora se dirige la atencion a las figuras 14 y 15 que ilustran una realizacion de metodo alternativa para colocar cinta

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36 usando la maquina 20 de AFP de complejidad reducida. Comenzando en la etapa 124, la cabeza 40 de

colocacion se mueve a una posicion de inicio l2l, como preparacion para la colocacion de la cinta numero 1. Tal

como se muestra en las etapas 126 y 128, mientras que la cabeza 40 de colocacion se desplaza en el sentido 112 de recorrido, un unico mecanismo 90 de enhebrado de cinta se activa, produciendo de ese modo que la cinta numero 1 se coloque en el sustrato 82 de herramienta. Tal como se muestra en la etapa 130, la cinta numero 1 se corta al final del trayecto o punto de corte indicado por el numero 122.

A continuation, la cabeza 40 de colocacion se desplaza a traves de una trayectoria 123 de retorno a una posicion de inicio para la cinta numero 2, tal como se muestra en la etapa 132. En las etapas 134 y 136, la cabeza 40 de

colocacion vuelve a desplazarse en la direction de flecha 112, al tiempo que uno de los mecanismos 90 de

enhebrado de cinta se activa para comenzar a extender la cinta numero 2 en paralelo y contigua a la cinta numero 1. La cinta numero 2 se secciona mediante el mecanismo 90 de corte en el punto 122 de corte. A continuacion, en la etapa 140, el proceso de desplazarse la cabeza 40 de colocacion a traves de una trayectoria de retorno a la siguiente posicion 129 de inicio de cinta se repite durante cada uno de los trayectos individuales posteriores de cinta 36.

En el ejemplo ilustrado, la cabeza 40 de cinta se desplaza desde el punto 129 de inicio hasta el punto 122 de corte durante el cual uno de los mecanismos 90 de enhebrado de cinta se activa para extender la cinta numero 3, que despues se corta mediante el mecanismo 70 de corte en el punto 122 de corte. Tal como se observo previamente, la resolution del patron de corte o perfil 88 desnivelado se determina mediante el numero de cintas 36 que estan presentes debajo de la cuchilla 70 en el momento en el que se cortan las cintas 36. Por tanto, usando el metodo ilustrado en las figuras 14 y 15, puede incluirse un numero de cintas 36 menor dentro del trayecto total de banda 106 con el fin de alcanzar una resolucion de perfil mayor. Aunque solo se coloca y se corta una unica cinta 36 en el ejemplo ilustrado durante cada pasada de la cabeza 40 de colocacion de cinta, simultaneamente pueden colocarse y cortarse dos o mas cintas 36 para producir la resolucion deseada, dependiendo de la aplicacion.

Ahora se dirige la atencion a las figuras 16 y 17 que ilustran una realization adicional de metodo en la que la maquina 20 de AFP de complejidad reducida se usa para apilar cinta 36 alrededor de un elemento distintivo de sustrato, que en el ejemplo ilustrado, comprende futuros orificios pasantes que van a formarse en un sustrato 145. Comenzando en la etapa 150, la cabeza 40 de colocacion se mueve a una posicion de inicio que se corresponde con la llnea 142 central de los elementos distintivos 148 de sustrato. A continuacion en la 152, la cabeza 40 de colocacion se desplaza en un sentido 112 de recorrido desde la llnea 142 central hasta una posicion final 144. Durante el desplazamiento de la cabeza 40 de colocacion, los mecanismos 90 de enhebrado de cinta se activan, tal como se muestra en 154, extendiendo de ese modo una primera banda 147 de cintas en la que los puntos de inicio de las cintas 36 individuales forman un patron desnivelado que se escalonan alrededor de los elementos distintivos 148 de sustrato. Todas las cintas 36 de la primera banda 147 se cortan simultaneamente en 144, tal como se muestra en la etapa 156 en las figuras 16 y 17.

A continuacion, la cabeza 40 de colocacion se mueve de vuelta a la posicion 142 de llnea central, tal como se muestra en la etapa 158, preparada para colocar un segundo trayecto 149. Tal como se muestra en la etapa 160, la cabeza 40 se desplaza desde la llnea 142 central hasta una posicion 146 final, durante la cual los mecanismos 90 de enhebrado de cinta se activan en una secuencia de tiempo predeterminada de manera que las posiciones de inicio de las cintas 36 individuales en la segunda banda 149 forman un patron de desnivel que se escalona alrededor de los elementos distintivos 148 de sustrato. En la etapa 164, todas las tiras de cinta 36 en la segunda banda 149 se seccionan simultaneamente en el punto 146 final o de corte.

Las realizaciones de la divulgation pueden encontrar uso en una variedad de aplicaciones potenciales, particularmente en la industria del transporte, incluyendo por ejemplo, aplicaciones aeroespacial, naval y automovillstica. Por tanto, haciendo referencia ahora a las figuras 18 y 19, pueden usarse realizaciones de la divulgacion en el contexto de un metodo 166 de fabrication y servicio de aeronaves tal como se muestra en la figura 18 y una aeronave 167 tal como se muestra en la figura 19. Las aplicaciones aeronauticas de las realizaciones dadas a conocer pueden incluir, por ejemplo, sin limitation, elementos rigidizados de material compuesto tales como revestimientos de fuselaje, revestimientos de ala, superficies de control, escotillas, paneles de suelo, paneles de puerta, paneles de acceso y empenajes, por mencionar algunos casos. Durante la preproduccion, el metodo 166 a modo de ejemplo puede incluir especificacion y diseno 168 de la aeronave 167 y obtencion 170 de material. Durante la production, tiene lugar la fabricacion 172 de componentes y subconjuntos y el sistema 174 de integration de la aeronave 167. Despues, la aeronave 167 puede pasar por certification y entrega 176 con el fin de entrar en servicio 178. Al tiempo que esta en servicio por un cliente, la aeronave 167 se programa para servicio y mantenimiento de rutina 180 (que tambien puede incluir modification, reconfiguration, reacondicionamiento, y as! sucesivamente).

Cada uno de los procesos de metodo 90 puede realizarse o llevarse a cabo mediante un integrador de sistema, un tercero, y/o un operador (por ejemplo, un cliente). A efectos de esta description, un integrador de sistema puede incluir sin limitacion cualquier numero de fabricantes de aeronaves y subcontratistas de sistemas principales; un tercero puede incluir sin limitacion un numero indeterminado de proveedores, subcontratistas y suministradores; y un operador puede ser una companla aerea, sociedad de arrendamiento financiero, entidad militar, empresa de

servicios, y as! sucesivamente.

Tal como se muestra en la figura 19, la aeronave 167 producido mediante el metodo 166 a modo de ejemplo puede incluir una aeroestructura 182 con una pluralidad de sistemas 184 y un interior 186. Ejemplos de sistemas 184 de alto nivel incluyen uno o mas de un sistema 188 de propulsion, un sistema 190 electrico, un sistema 192 hidraulico, y 5 un sistema 194 ambiental. Puede incluirse un numero indeterminado de otros sistemas. Aunque se muestra un ejemplo aeroespacial, los principios de la divulgacion pueden aplicarse a otras industrias, tales como las industrias naval y automovillstica.

Los sistemas y metodos realizados en el presente documento pueden emplearse durante una cualquiera o mas de las fases del metodo 166 de produccion y servicio. Por ejemplo, los componentes o subconjuntos que se 10 corresponden con el proceso 166 de produccion pueden hacerse o fabricarse de una manera similar a los componentes o subconjuntos producidos al tiempo que la aeronave 167 esta en servicio. Ademas, una o mas realizaciones de aparato, realizaciones de metodo, o una combinacion de las mismas pueden utilizarse durante las fases 172 y 174 de produccion, por ejemplo, acelerando sustancialmente el montaje de o reduciendo el coste de una aeronave 167. De manera similar, una o mas realizaciones de aparato, realizaciones de metodo, o una combinacion 15 de las mismas pueden utilizarse al tiempo que la aeronave 167 esta en servicio, por ejemplo y sin limitation, para mantenimiento y servicio 180.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Metodo para colocar cinta (36) de fibra en un sustrato (28, 145) que tiene un elemento distintivo (148), usando una cabeza (40) de colocacion de cinta de fibra automatica, que comprende:

alimentar una pluralidad de cintas (36) de fibra desde una pluralidad correspondiente de dispositivos (38) de suministro de cinta a traves de una pluralidad de gulas (80) hasta una pluralidad de mecanismos (90) de enhebrado;

usar los mecanismos (90) de enhebrado para iniciar secuencialmente la alimentacion de las cintas (36) a un rodillo (42) compactador;

aplicar y compactar las cintas en el sustrato (28, 145) usando el rodillo (42) compactador para formar una banda (106) de cintas (36); y,

caracterizado por

cortar simultaneamente los extremos de todas las cintas en la banda (106) de una sola vez, usando un unico accionador (96) y una unica hoja (92) de corte de un mecanismo (70) de corte de cinta, situado entre los mecanismos (90) de enhebrado y el rodillo (42) compactador, teniendo la unica hoja (92) de corte un borde (92a) de corte que abarca toda la banda (106) de las cintas (36).
2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que el sustrato (28, 145) tiene un contorno y las cintas (36) de fibra aplicadas al sustrato (28, 145) forman un patron de contorno.
3. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que la extension de las cintas (36) de fibra sobre el sustrato (28, 145) se realiza mediante una unica pasada de la cabeza (40) de colocacion de cinta de fibra automatica desde una posicion de inicio hasta una posicion final.
4. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que:

el movimiento de la cabeza (40) de colocacion de fibra automatica por encima del sustrato (28, 145) incluye el movimiento de la cabeza (40) de colocacion a traves de pasadas multiples, y

la aplicacion y la compactacion de las cintas (36) en el sustrato (28, 145) se realiza mediante la extension de tiras multiples de cinta (36) durante cada una de las pasadas.
5. Cabeza (40) de colocacion de cinta de fibra para colocar cinta (36) de fibra en un sustrato (28, 145) que tiene un elemento distintivo (148), que comprende:

una pluralidad de dispositivos (38) de suministro de cinta sosteniendo cada uno una cantidad de la cinta (36); una pluralidad de gulas (80) para guiar el movimiento de las cintas (36);

una pluralidad de mecanismos (90) de enhebrado para iniciar respectivamente la alimentacion de cinta desde los dispositivos (38) de suministro de cinta;

un rodillo (42) compactador para recibir la cinta (36) alimentada por los mecanismos (90) de enhebrado y para compactar la cinta (36) en el sustrato (28, 145) para formar una banda (106) de cintas (36); y,

caracterizada por

un mecanismo (70) de corte de cinta entre los mecanismos (90) de enhebrado y el rodillo (42) compactador, incluyendo el mecanismo (70) de corte un unico accionador (96) y una unica hoja (92) de corte con un borde (92a) de corte que abarca toda la banda (106) de cintas (36), para cortar simultaneamente los extremos de todas las cintas (36) de una sola vez.
6. Aparato (20) de colocacion de cinta de fibra segun la reivindicacion 5, en el que la hoja (92) de corte incluye un borde (92a) de corte que se extiende transversalmente sobre las trayectorias a lo largo de las cuales las cintas (36) se alimentan al rodillo (42) compactador.