ES2859728T3 - Hebras recubiertas con polvo por procedimiento electrostático - Google Patents

Abstract

Procedimiento de fabricación de una cinta de filamentos de refuerzo impregnada con una matriz de polímero termoplástico, cinta que presenta una anchura constante en toda su longitud, en el que los filamentos se extienden según una dirección paralela a la longitud de la cinta, a partir de una hebra de filamentos salida de una bobina de alimentación, comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes, desde una bobina de alimentación (1) en hebra hasta una bobina de almacenamiento (21) de cinta impregnada y consolidada: a) gestión de la tensión entre la bobina de alimentación y la bobina de almacenamiento, b) guiado de la hebra de manera que se obtiene una hebra que se desplaza en traslación en una línea que coincide con un eje longitudinal denominado eje de máquina que se extiende hasta las proximidades de la bobina de almacenamiento, c) opcionalmente extensión transversal de la hebra a una anchura predeterminada superior a la anchura nominal de la cinta, d) gestión de la anchura de la hebra, e) opcionalmente tracción de la hebra, preferentemente por pinzamiento o foulardado, f) conexión a masa de la hebra, g) deposición del polímero en forma de polvo sobre la hebra, por recubrimiento con polvo electrostático, con una relación de masas de polímero de aproximadamente el 20 % a aproximadamente el 75 %, obtención de una cinta impregnada, h) fusión o reblandecimiento del polímero, i) calibrado de la anchura y el grosor de la cinta, j) opcionalmente medida de la anchura de la cinta, k) bobinado de la cinta en la bobina de almacenamiento.

Description

DESCRIPCIÓN

Hebras recubiertas con polvo por procedimiento electrostático

[0001] La presente invención se refiere al campo técnico de los materiales compuestos de refuerzo continuo de matriz orgánica termoplástica. Se refiere más en particular a los semiproductos usados en la fabricación de materiales compuestos por colocación de fibra automatizada (AFP: Automated Fibre Placement) o por enrollado de filamentos, pultrusión, trenzado o impresora 3D. Estos materiales compuestos están destinados a los procedimientos «indirectos», lo que significa que toda la matriz orgánica del material compuesto final se encuentra ya en el semiproducto. Una vez realizada la deposición de la cinta en el soporte se obtiene una preforma que contiene un cierto porcentaje de porosidad en función de los parámetros de deposición. Finalmente, en función de la tasa de porosidad buscada en la pieza final y de la calidad de la preforma, la etapa de consolidación de la pieza se realiza en autoclave o en estufa.

[0002] En los campos aeronáutico, petrolero o automovilístico se hace imperativo automatizar los procedimientos de fabricación con el fin de ganar en productividad, en precisión y por tanto en calidad para mantenerse competitivo en estos sectores de alta competencia. Además, estos sectores necesitan productos de alta calidad con propiedades mecánicas generalmente elevadas. El uso de fibra de carbono y en particular de unidireccionales permite cumplir con los pliegos de condiciones. Sin embargo, el parámetro primordial para estas aplicaciones, una vez cumplido el pliego de condiciones, es la calidad. De hecho, en aeronáutica, todas las piezas de estructura se controlan en las diferentes etapas de fabricación, y entonces pueden ser muy importantes los costes de las no calidades. Además, el precio de los materiales de alto rendimiento usados, como el carbono y los polímeros de alta Tg, obliga a tener una tasa de rechazos muy baja para ser competitivo. Finalmente, para disminuir los tiempos de parada de máquina debe optimizarse el acondicionamiento de los semiproductos, lo que pasa en particular por el uso de bobinas de gran longitud que no contienen ningún defecto para el descarte durante la deposición. Los semiproductos según la invención se han desarrollado para dar respuesta a estas exigencias.

[0003] Este tipo de producto se obtiene generalmente en varias etapas que pueden realizarse por separado o en línea. La primera etapa consiste en obtener una napa de carbono unidireccional formada por varias hebras de carbono. Una vez alineados los filamentos y ajustada la masa por superficie de carbono, la napa se sumerge en una dispersión de polímero en fase líquida, que es la fase de impregnación. Una vez cargados los filamentos de polímero, la napa se calienta para fundir este polímero y evaluar la fase líquida. Finalmente, una vez consolidada la napa, se corta en una cinta de anchura controlada, y después se enrolla en bobinas. Los principales inconvenientes de este procedimiento es que el corte hace que los filamentos puedan sobrepasar los bordes de la cinta y que, si el corte no es perfectamente paralelo a los filamentos, estos últimos no están orientados rigurosamente en la dirección longitudinal de la cinta.

[0004] El documento EP 1007309 describe la producción de cintas continuas por impregnación de hebras de hilos de material inorgánico, de tipo carbono o vidrio, en un baño de polímero con aplicación de una cizalla. Este procedimiento persigue la producción de cinta para el procedimiento indirecto, con una tasa de polímero comprendida entre el 25 y el 75 % en peso. El ejemplo 1 describe el paso de una hebra de hilos de vidrio en un baño de impregnación, y después en una hilera de sección rectangular de dimensiones 0,64 cm x 0,023 cm, para producir una cinta que tiene estas dimensiones. Se trata por tanto de un procedimiento de impregnación por vía fundida cuya velocidad de producción es limitada (se menciona una velocidad que alcanza 1.676 cm/min), en el que la impregnación depende directamente de la viscosidad del polímero y que no permite trabajar con todos los tipos de polímeros. Además, este procedimiento no permite tener bobinas de gran longitud (superior a 100 m) sin hacer empalmes o «splice», lo que genera discontinuidades del refuerzo y por tanto en potencia una disminución de las propiedades mecánicas. Otros inconvenientes son el coste energético de eliminación del agua o del disolvente y el impacto ecológico en caso de uso de disolvente.

[0005] El documento FR 2 939 069 trata también de la fabricación de cintas de filamentos de refuerzo impregnadas que presentan una anchura constante en toda su longitud. Se trata en este caso de cintas para un uso en modo "directo", estando limitada la tasa de resina.

[0006] Los documentos JPH09136976 y JP2004090352 describen una cinta continúa impregnada o consolidada similar a la de la presente aplicación, pero revestida y/o impregnada en el núcleo de un polímero termoendurecible.

[0007] Un objeto de la invención es producir y proponer una cinta de refuerzo de gran longitud y de una sola pieza, sin cortes y sin empalmes, que pueda alcanzar la longitud de la hebra de la bobina de alimentación, por ejemplo, que pueda alcanzar y superar los 1.000 metros, a la vez que tiene una anchura muy regular que puede caracterizarse por una desviación típica muy baja y/o una buena gestión de la distribución del polímero.

[0008] Otro objeto de la invención es producir y proponer dicha cinta con una tasa controlada de polímero.

[0009] Otro objeto de la invención es producir y proponer dicha cinta cuyos filamentos constitutivos son rigurosamente paralelos a la dirección longitudinal de la cinta.

[0010] Un objeto de la invención es por tanto proponer un procedimiento que permita fabricar dicha cinta en modo continuo.

[0011] Otro objeto de la invención es producir y proponer dicha cinta que sea flexible, en particular cuya flexibilidad pueda ajustarse fácilmente, y preferentemente que no sea quebradiza.

[0012] Otro objeto más de la invención es producir y proponer dicha cinta a un coste competitivo.

[0013] Estos objetos se alcanzan mediante un procedimiento de producción de cinta en modo continuo a partir de una hebra de filamentos.

La presente invención tiene por objeto un procedimiento de fabricación de una cinta de filamentos de refuerzo, impregnada con una matriz de polímero termoplástico, cinta que presenta una anchura constante en toda su longitud, en la que los filamentos se extienden según una dirección paralela a la longitud de la cinta. Este procedimiento puede aplicarse al tratamiento de una hebra salida de una bobina de alimentación o, simultáneamente y en paralelo de varias (2 o más) hebras salidas de otras tantas bobinas de alimentación. Las bobinas de alimentación pueden ser en particular de un tipo usado habitualmente, muy habitualmente una bobina cruzada (la hebra se enrolla con un enrollado de forma cruzada) u opcionalmente una bobina con enrollado simple.

[0014] Este procedimiento se caracteriza en particular porque comprende, para cada hebra (de manera que pueden tratarse simultáneamente una o varias hebras), las etapas de fabricación siguientes, desde una bobina de alimentación de hebra hasta una bobina de almacenamiento de cinta:

a) gestión de la tensión entre la bobina de alimentación y la bobina de almacenamiento,

b) guiado de la hebra de manera que se obtiene una hebra que se desplaza en traslación en una línea que coincide con un eje longitudinal denominado eje de máquina que se extiende hasta las proximidades de la bobina de almacenamiento,

c) opcionalmente extensión transversal de la hebra a una anchura predeterminada superior a la anchura de la cinta,

d) gestión de la anchura de la hebra,

e) opcionalmente tracción de la hebra, preferentemente por pinzamiento o foulardado,

f) conexión a masa de la hebra,

g) deposición del polímero en forma de polvo sobre la hebra, por recubrimiento con polvo electrostático, preferentemente con una relación de masas de polímero de aproximadamente el 20 % a aproximadamente el 75 %, obtención de una cinta impregnada,

h) fusión o reblandecimiento del polímero,

i) calibrado de la anchura y el grosor de la cinta,

j) opcionalmente medida de la anchura y/o del grosor de la cinta,

k) bobinado de la cinta en la bobina de almacenamiento.

[0015] Según la invención, una hebra se define como constituida por un conjunto de filamentos (o fibras) e incluye de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 80.000 filamentos, preferentemente de aproximadamente 3.000 a aproximadamente 24.000 filamentos. Las hebras usadas en el marco de la invención son, preferentemente, de un material elegido entre carbono, cerámicas, vidrios, sílices, basaltos y aramidas, o cualquier otro material usado en el campo de los materiales compuestos, por ejemplo, filamentos o fibras metálicos, pudiendo los filamentos tener un origen natural o sintético. Se prefiere en particular el carbono. Las cerámicas que pueden usarse son en particular carburo de silicio y óxidos refractarios, por ejemplo, alúmina y circona. La hebra de partida puede presentarse en una forma ya aplanada o más o menos redonda. En general, las hebras se presentan en bobinas de hebra plana bobinada cruzada. En una realización preferida, se usan hebras de carbono que comprenden de aproximadamente 1.000 a aproximadamente 80.000 filamentos, preferentemente de aproximadamente 3.000 a aproximadamente 24.000 filamentos.

[0016] Se denomina cinta al material compuesto plano formado por la hebra y el polímero termoplástico. Al final de la fabricación, esta cinta se almacena ventajosamente en forma de bobina o soporte que puede ser usada directamente en los robots de deposición. El bobinado puede ser de tipo hilo a hilo (la cinta se enrolla de borde a borde, en un modo preferido) o de tipo cruzado.

[0017] Los filamentos constitutivos de la hebra o de la cinta son preferentemente continuos. Los filamentos usados presentan en general una sección recta transversal sustancialmente circular (filamentos redondos) o, preferentemente, sustancialmente paralelepipédica o elíptica (filamentos planos). Las hebras presentan anchuras irregulares, como se describe en la tabla mostrada a continuación, de manera que la anchura de las hebras de carbono se determina en función del número de filamentos y de su valor.

[0018] Se puede usar cualquier tipo de hilo de carbono. Preferentemente, se pueden usar hilos de Alta Resistencia (HR) cuyo módulo de tracción está comprendido entre 220 y 241 GPa y cuya resistencia a la ruptura en tracción está comprendida entre 2.450 y 4.830 MPa, hilos de Módulo Intermedio (IM) cuyo módulo tracción está comprendido entre 242 y 300 GPa y cuya resistencia a la ruptura en tracción está comprendida entre 3.450 y 6.400 MPa e hilos de Alto Módulo (HM) cuyo módulo en tracción está comprendido entre 345 y 600 GPa y cuya resistencia a la ruptura en tracción está comprendida entre 3.450 y 5.520 MPa (véase ASM Handbook, ISBN 0-87170-703-9, ASM International 2001).

[0019] En a), se dice que se gestiona o se ajusta la tensión entre las dos bobinas, lo que significa que la hebra y la cinta que se obtiene de la misma de manera continua se mantienen bajo tensión entre la bobina de alimentación y la bobina de almacenamiento. La tensión a lo largo de la línea y del procedimiento puede variar según las etapas y dispositivos que la hebra, y después la cinta, atraviesan. Esta tensión puede estar comprendida en particular y variar entre aproximadamente 5 y aproximadamente 50 N. El guiado de la hebra en la etapa b) permite su alineación precisa en el eje de máquina. La etapa de guiado puede suprimir en particular el enrollado de la hebra y/o eliminar los movimientos laterales relacionados con el debobinado de una hebra enrollada cruzada en la bobina de alimentación. El guiado puede usar en particular al menos un juego de al menos dos barras orientadas de manera que pueden llevar la hebra salida de la bobina de alimentación en una línea o trayectoria perfectamente alineada en el eje de máquina (la colocación en el eje incluye la colocación a una altura determinada, que es la del eje de máquina), al menos hasta el enfriamiento de la cinta impregnada. Se puede usar, por ejemplo, un juego de dos barras a 90 °. La primera barra es paralela al eje de la bobina, orientada a 90 ° con respecto al sentido de deslizamiento de la hebra, deslizándose esta última de izquierda a derecha en la primera barra a causa del enrollado de la bobina de alimentación. Esta primera barra permite regular la alineación de la hebra en el resto del procedimiento. Permite también forzar la hebra a aplanarse, en particular, pero no solo, en el caso de una hebra inicial redonda. A continuación, la hebra entra en contacto con la segunda barra situada debajo de la primera, orientada a 90 ° con respecto a la anterior y en perpendicular al eje de máquina, y que permite mantener la hebra plana y ajustar la altura de la hebra para la continuación del procedimiento.

[0020] Según una primera modalidad, la hebra tiene en origen una anchura constantemente superior a la anchura de la cinta final.

[0021] Según una segunda modalidad, la anchura de la hebra es igual constantemente o puntualmente, cercana o inferior a la anchura de la cinta final. En este caso se prevé la extensión de la hebra en la etapa c). La hebra llevada a eje de máquina está extendida transversalmente. La extensión transversal de la hebra se realiza a una anchura superior a la anchura nominal de la cinta. Esta etapa garantiza que la hebra, a medida que se somete a esta etapa, tenga siempre una anchura superior a la anchura nominal de la cinta final. Para ello, en particular se puede hacer pasar la hebra a un dispositivo de embarrado, que comprende uno o varios elementos de embarrado, tales como barras de embarrado, que permiten extender la hebra para que su anchura sea siempre superior a la anchura nominal de la cinta final. En particular se puede usar barras que tienen un diámetro comprendido entre aproximadamente 10 mm y aproximadamente 100 mm. Preferentemente, las barras tienen una superficie poco abrasiva, por ejemplo, cromo, aluminio o cerámica. Para obtener la anchura deseada es posible calentar las barras y/o hacerlas vibrar, lo que acentúa la extensión.

[0022] En d) se gestiona o se ajusta la anchura de la hebra, lo que significa que la anchura de la hebra disminuye a un valor predeterminado por el paso en un dispositivo de calibración. En el caso de la hebra extendida en c), se lleva la anchura a un valor predeterminado, en particular comprendida entre la anchura de extensión máxima y la anchura nominal de la cinta final. Para efectuar esta gestión de anchura, en particular se puede hacer pasar la hebra en un surco que calibra la hebra a la anchura deseada. En particular, la anchura después de la extensión es de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 4,5, por ejemplo, de aproximadamente 2 a aproximadamente 3 veces la anchura nominal de la cinta final. Por ejemplo, la anchura de calibración es de aproximadamente 10 mm a aproximadamente 29 mm para un valor nominal de la cinta de 6,35 mm aproximadamente.

[0023] Corriente abajo de esta etapa, en un momento de su recorrido en el que la hebra está sometida a una fuerte tensión (puede existir una tensión de hasta 5 kg por hebra), es preferible en la etapa e) traccionar la hebra con el fin de mantener su anchura y aplicar a la hebra un movimiento de avance en la dirección de la bobina de almacenamiento. Esta etapa puede hacerse en particular con ayuda de un dispositivo que permite pinzar la hebra y forzarla a moverse en la dirección opuesta a la bobina de alimentación. En particular se puede usar un foulard o un dispositivo análogo.

[0024] El trabajo realizado en la hebra hasta la actualidad permite trabajar con hebras iniciales de calidades muy diferentes, que tienen, por ejemplo, una anchura variable, garantizar una tasa de polvo regular y mejorar significativamente la dispersión de anchura de la cinta final.

[0025] Una etapa de medida de la anchura puede realizarse con un láser, como se describirá más adelante.

[0026] La velocidad de deslizamiento de la hebra y de la cinta puede estar comprendida en particular entre aproximadamente 5 y aproximadamente 50 m/min, en particular entre aproximadamente 10 y aproximadamente 40 m/min, normalmente entre aproximadamente 15 y aproximadamente 35 m/min. Esta velocidad se adapta en las diferentes etapas, en particular en la etapa de recubrimiento con polvo.

[0027] La conexión a masa f) de la hebra, para permitir el recubrimiento con polvo electrostático, se realiza ventajosamente lo más cerca posible del recubrimiento con polvo, por tanto justo corriente arriba de esta etapa.

[0028] La etapa g) de recubrimiento con polvo determina la distribución de la matriz en la cinta final así como la tasa fibra/matriz en el producto material compuesto final. Preferentemente, se usa un procedimiento de recubrimiento con polvo electrostático. La hebra está conectada a masa, en particular mediante el paso en contacto con una o varias barras conectadas a masa, por ejemplo, una o varias barras de embarrado.

[0029] Esta etapa de recubrimiento con polvo comprende una primera etapa de fluidización en seco. La fluidización consiste en hacer pasar un gas entre partículas de polímero de pequeño tamaño. Cuando el rozamiento del gas crea una fuerza suficiente para compensar el peso de todas las partículas del lecho, se dice que el lecho de partículas está fluidizado. El uso del lecho fluidizado en seco permite depositar cantidades de polvo mayores y trabajar con más polvo con respecto a los recipientes a presión.

[0030] Se usan preferentemente una o varias pistolas o boquillas de recubrimiento con polvo electrostático aplicando el principio de descarga de corona. Este consiste en aplicar una alta diferencia de potencial entre la punta de la pistola y la pieza para recubrir, que está conectada a masa. El campo eléctrico en la punta acelera los electrones del medio circundante por fuerza de Coulomb y ioniza las moléculas presentes en el aire. Por efecto de avalancha se obtiene un procedimiento automantenido que convierte al medio circundante en conductor. Las partículas de polvo que atraviesan este medio ionizado se cargan por acumulación de electrones en su superficie. A continuación, son arrastradas por el campo eléctrico en la dirección de la hebra que está conectada a masa. Para las hebras de filamentos no conductoras, la superficie se vuelve conductora antes del recubrimiento con polvo por nebulización, metalización o uso de un polímero conductor.

[0031] En el marco de esta invención, la deposición del polvo se realiza mediante el uso de una o dos pistolas en las que se monta una boquilla, preferentemente plana. Este tipo de instalación permite crear una nube de polvo alrededor de la hebra que está conectada a tierra. El polvo que se sitúa alrededor de la fibra se encuentra así atraído por la hebra que modifica su trayectoria para crear una fina capa de deposición totalmente alrededor de la hebra. Preferentemente, una pistola se dispone por encima de la hebra, y la otra por debajo.

[0032] El control de las pistolas se realiza por medio de una central que permite controlar independientemente las dos pistolas. Los parámetros que es posible regular son:

- Presión de inyección: permite dirigir el polvo del lecho fluidizado a la pistola

- Presión de dilución: presión suplementaria que permite diluir el polvo en el tubo que lleva a la pistola

- Tensión e intensidad: estos dos parámetros permiten controlar la tensión y la intensidad suministrada al cátodo.

[0033] El ajuste de estos parámetros permite ajustar la tasa de polvo depositado en la fibra y la regularidad de la deposición. Los ajustes deben adaptarse para cada par hebra/matriz.

[0034] En su caso la cinta de carbono se divide en varios haces de filamentos durante el recubrimiento con polvo. El uso de esta opción hace preferible que un primer paso del recubrimiento con polvo se realice encima o cerca de la hebra separada en haces, y que un segundo paso de recubrimiento con polvo se realice un poco más lejos, en un lugar de la línea en el que la cinta se reúna de nuevo (teniendo así los haces contiguos tendencia a acercarse unos a otros para tender hacia la estructura de cinta del mismo modo que antes de la separación en haces, excepto cuando el polímero se haya depositado de manera que una parte puede separar, de forma más o menos diferenciada, los haces contiguos), con el fin de garantizar el envainado de la hebra. El número de haces y la manera de obtenerlos se abordan más adelante. En el ejemplo 4 se suministran más detalles de esta realización.

[0035] Una vez depositado el polvo sobre el hilo, a continuación, se hablará de la cinta, que por tanto está constituida por un refuerzo fibroso orientado en el sentido longitudinal impregnado de una matriz polimérica. La longitud de una bobina de cinta puede ser igual o sustancialmente igual a la bobina cuyo hilo se obtiene, sin límite de longitud del hilo.

[0036] La relación de masa de matriz polimérica aplicada sobre la hebra extendida puede estar comprendida en particular entre aproximadamente el 20, el 25 o el 30 % y aproximadamente el 75 %, en particular entre aproximadamente el 20, el 25 o el 30 % y aproximadamente el 50 % y más en particular entre aproximadamente el 30 % y aproximadamente el 40 %. Esta relación especialmente elevada permite usar la cinta en el procedimiento indirecto. Esta relación puede alcanzar valores importantes, superiores al 30 o el 40 %, sin dejar de ser flexible y estar bien consolidada, como se verá más adelante.

[0037] En el estado de la impregnación de la hebra, el polímero que impregna la fibra se encuentra en forma de polvo cuyos granos tienen un diámetro comprendido en particular entre aproximadamente 10 pm y aproximadamente 300 pm y preferentemente entre aproximadamente 30 pm y aproximadamente 200 pm.

[0038] El procedimiento puede aplicarse a cualquier tipo de polvo fluidizable que tenga un punto de reblandecimiento que permita un enganche a la hebra durante el recubrimiento con polvo. Entre estos polvos se puede citar más en particular los polímeros termoplásticos y termoendurecibles siguientes: poliamidas (en particular PA6, PAI2, PAU, PA6,6, PA 6,10, PA 6,12), copoliamidas (CoPA), poliamidas-de bloque éter o éster (PEBAX, PEBA), poliftalamidas (PPA), poliésteres (en particular polietileno tereftalato -PET-, polibutileno tereftalato -PBT-), copoliésteres (CoPE), poliuretanos termoplásticos (TPU), poliacetales (POM,...), poliolefinas (en particular PP, HDPE, LDPE, LLDPE), polietersulfonas (PES), polisulfonas (PSU,...), polifenilenos sulfonas (PPSU,...), polieteretercetonas (PEEK), polietercetonacetona (PEKK), poli(sulfuro de fenileno) (PPS), polieterimidas (PEI), poliimidas termoplásticos, polímeros de cristales líquidos (LCP), fenoxis, copolímeros de bloque tales como copolímeros estireno-butadienometilmetacrilato (SBM), copolímeros metilmetacrilato-acrilato de butilmetilmetacrilato (MAM) y sus mezclas, epóxidos, bismaleimida y polímeros fenólicos.

[0039] Según una característica de la invención, el material es un material termoplástico. En primer lugar, puede tratarse de un material termoplástico de alto rendimiento, es decir, que tiene un punto de fusión y/o una temperatura de transformación superior o igual a 280 °C. En particular puede elegirse entre PEEK, PPS, PEKK, PEI o una mezcla de al menos dos de entre ellos.

[0040] En la etapa h), la fusión o reblandecimiento del polvo puede en particular efectuarse haciéndolo pasar por uno o varios, en particular 2, hornos, preferentemente hornos de infrarrojo cercano o medio, justo después de la etapa de recubrimiento con polvo. La regulación del o de los hornos se realiza preferentemente en potencia para una mejor estabilidad del procedimiento. También en este caso, los ajustes se adaptarán para cada par hebra/matriz pero también en función de la velocidad de deslizamiento y de la tasa de polvo pretendida. La temperatura aplicada al polímero es superior en todo caso a su punto de fusión (p. ej., para los polímeros semicristalinos) o suficiente para pasar el polímero pulverulento al estado viscoso que permite la impregnación. Para el PEEK, la temperatura puede estar comprendida en particular entre 300 y 450 °C, más en particular entre 350 y 450 °C.

[0041] La calibración de la cinta en la etapa i) a una anchura objeto es una característica determinante ya que, por ejemplo, las variaciones de anchura conllevan ausencia de calidades en el momento de la deposición automatizada de la cinta por los robots de deposición para formar. Una anchura demasiado baja genera «gap» mientras que una anchura demasiado alta genera «overlap» y obstrucciones en el cabezal de deposición.

[0042] Para obtener una dispersión en anchura baja es necesario disponer de una alineación del hilo perfecta antes del calandrado, lo que se asegura en todo el procedimiento y en el estado del calibrado. De este modo se puede prever, corriente arriba de la fusión, una alineación de la cinta para hacerla coincidir con el eje de máquina y en particular con el dispositivo de calibración situado corriente abajo. Se puede así usar una o varias barras, en particular oblicuas.

[0043] Preferentemente, en la etapa i), se puede calandrar la cinta. Este calandrado puede permitir la alineación en el eje de máquina o contribuir a ella. Sobre todo, el calandrado permite asegurar la impregnación de la hebra por el material termoplástico o termoendurecible, que se encuentra todavía en estado fundido. Preferentemente la calandra se ha enfriado. La temperatura del material en este estado puede permitirle ser suficientemente fluido para poder ser conformado. El calandrado puede realizarse haciendo pasar la cinta entre al menos dos rodillos enfriados en los que es posible regular la presión y la temperatura. En este dispositivo, el calandrado permite hacer penetrar más o menos la matriz en la cinta pero también, opcionalmente, extender la cinta.

[0044] La tasa de impregnación es responsable de la distribución de la matriz en el sentido transversal de la cinta. Una tasa de impregnación baja lleva a formar, según una realización, una cinta hueca con una distribución del polímero únicamente en la periferia de la hebra (p. ej., de carbono), formando así una vaina de polímero (o capa continua) que protege los filamentos y garantiza una muy alta flexibilidad de la cinta. En otros términos, se tiene una proporción reducida de filamentos tomados en la matriz polimérica. En esta realización, la presión de calandrado es preferentemente inferior a 1 bar, normalmente está comprendida entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 0,9 bares, en particular entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 0,6 bares. Este tipo de producto es especialmente interesante para el cubrimiento de formas complejas con radios de curvatura muy bajos.

[0045] Por el contrario, una tasa de impregnación elevada corresponderá, según otra realización, a una cinta en la que el polímero está distribuido de manera sustancialmente uniforme entre los filamentos (p. ej., de carbono) en el sentido de la anchura y del grosor. En este caso, el polímero protege los filamentos de la cinta mediante una vaina, pero no forma forzosamente una capa exterior continua como en el caso anterior. Sin embargo se tiene una proporción elevada de filamentos tomados en la matriz polimérica. En esta realización, la presión de calandrado es preferentemente superior o igual a 1 bar, normalmente está comprendida entre aproximadamente 1 y aproximadamente 4 bares. Al aumentar la tasa de impregnación se impide el deslizamiento de los filamentos unos sobre otros, lo que disminuye la flexibilidad de los mismos.

[0046] Según la invención, puede llevarse un seguimiento del parámetro de temperatura en modo continuo mediante la medida de temperatura, por ejemplo, con ayuda de un pirómetro de infrarrojo, en la salida del horno y/o antes del calandrado.

[0047] El calandrado asegura una primera calibración, en particular en grosor, de la cinta.

[0048] La etapa i) puede comprender una calibración en anchura de la cinta por el paso por un dispositivo de calibración transversal o en anchura, o de calibración a la vez en anchura y en grosor. Preferentemente, la etapa i) comprende, por una parte, el calandrado y, por otra parte, la calibración en anchura, o, en anchura y en grosor.

[0049] Preferentemente, se calibra a la vez en el sentido transversal y en grosor. En particular se puede calibrar con ayuda de al menos dos formas de calibración, en particular surcos, antagonistas. La calibración se ajusta ventajosamente según la anchura nominal deseada para la cinta. A continuación se describirán diferentes realizaciones.

[0050] El enfriamiento se efectúa progresivamente entre la salida del horno y el bobinado. No es indispensable prever un dispositivo de enfriamiento. Se ha visto que el calandrado en la etapa de calibración i) se realiza a una temperatura suficiente, p. ej., comprendida entre la temperatura de transición vítrea y el punto de fusión del polímero semicristalino. Antes del bobinado, la temperatura alcanzada es tal que el polímero ya no es deformable, por ejemplo, es inferior a la temperatura de transición vítrea Tg del polímero semicristalino.

[0051] La anchura y/o el grosor de la cinta pueden medirse en j) en modo continuo, preferentemente con su desviación típica, durante la fabricación de la cinta usando el procedimiento siguiente. Corriente abajo de su calibración y corriente arriba de su almacenamiento en bobina, se efectúan medidas puntuales de anchura y/o de grosor cada x cm (por ejemplo, cada 50 cm o cada 1 metro) con ayuda de un láser, los datos son procesados por una unidad de tratamiento informático o un ordenador que recoge los valores de anchuras y que calcula la desviación típica. Se usa ventajosamente un láser formado por un emisor que emite una línea de luz láser y un receptor que incluye una línea de células receptoras. El emisor se coloca a un lado de la cinta, enfrente de una de sus caras planas si se mide la anchura. El receptor se coloca al otro lado de la cinta, frente a su otra cara plana siempre para la medida de anchura. La sombra de la cinta proyectada sobre el receptor permite conocer la anchura (o el grosor) con una gran precisión.

[0052] El bobinado en la etapa k) consiste en enrollar la cinta en soportes preferentemente compatibles con los robots de deposición automatizados. Puede efectuarse de dos formas diferentes: en tensión o en velocidad. Para el bobinado en tensión el husillo que lleva la bobina de almacenamiento adapta su velocidad de rotación en función de la información de tensión de la cinta, por ejemplo, levantada por un brazo seleccionador. Este tipo de bobinado permite tener un bobinado muy adecuado y no necesita servocontrol de velocidad con el dispositivo, por ejemplo, el foulard, que tracciona la cinta al comienzo de la línea. En el caso de un bobinado en velocidad, la velocidad del husillo se introduce en el control, y es preciso aplicar servocontrol al bobinador y al dispositivo de arrastre, por ejemplo, el foulard, con el fin de evitar cualquier problema de tensión debido a la diferencia de velocidad entre los dos aparatos. Se prefiere un bobinado en tensión.

[0053] El bobinado, y por tanto la velocidad de producción de la cinta, puede estar comprendido entre aproximadamente 5 y aproximadamente 50 m/min, en particular entre aproximadamente 10 y aproximadamente 40 m/min, normalmente entre aproximadamente 15 y aproximadamente 35 m/min.

[0054] El procedimiento descrito en la invención permite preparar una cinta tanto a partir de una única hebra como de varias (2 o más) hebras.

[0055] En una realización, se aumenta la masa por superficie de carbono. Para ello, se superponen al menos dos, preferentemente dos, cintas de carbono con el fin de obtener una masa por superficie dada. Por ejemplo, se superponen dos cintas de carbono de 12K 800 tex calibradas a 6,35 mm con el fin de obtener una masa por superficie de 2 x 126 = 252 g/m2. La asociación de los dos hilos puede realizarse antes del recubrimiento con polvo en la extensión o después de recubrimiento con polvo, una vez fundido el polímero. En los dos casos es necesario reproducir los elementos de devanado y de guiado descritos anteriormente. A continuación, en el primer caso, la mezcla de los filamentos de los dos hilos se realiza a lo largo de los embarrados usados para extender los hilos. Lo que sigue de la línea no se modifica, sino que deben ajustarse solo el reglaje del recubrimiento con polvo electrostático y la potencia de los hornos. En el caso en que el ensamblaje se efectúa después del recubrimiento con polvo, el guiado de los dos hilos recubiertos con polvo debe adaptarse antes de la calibración, mientras el resto de la línea permanece sin cambios.

[0056] Otro objeto de la invención es una cinta que puede ser producida por el procedimiento de la invención. Según la invención, se produce una cinta de refuerzo continua formada por filamentos de material inorgánico unidireccionales, revestida de forma sustancialmente uniforme y/o impregnada sustancialmente en el núcleo por un polímero termoplástico con una relación de masas comprendida entre aproximadamente el 20, el 25 o el 30 % y aproximadamente el 75 %, en particular entre aproximadamente el 20, el 25 o el 30 % y aproximadamente el 50 % y más en particular entre aproximadamente el 30 % y aproximadamente el 40 %. La cinta tiene una anchura constante predeterminada y controlada, preferentemente con una desviación típica comprendida entre 0,02 y 0,15 mm, preferentemente entre 0,02 y 0,05 (bornes incluidos), en una longitud de una sola pieza (sin empalmes) superior o igual a 100, 500, 1.000 o 5.000 m, o más todavía. En realidad, se tiene esta desviación típica en toda la longitud de cinta producida a partir de una longitud de hebra continua de alimentación. A partir de una bobina de x metros de hebra, se produce una cinta de longitud sustancialmente igual con la anchura y la desviación típica adecuadas. Esta desviación típica se mide normalmente como se describe anteriormente por medida láser. Además, la cinta es continua en toda su longitud, sin cortar filamento y de una sola pieza, es decir, sin empalmes o «splice». Sus filamentos constitutivos son sustancialmente paralelos a la dirección longitudinal de la cinta (o perfectamente alineados en el sentido longitudinal). Este producto está destinado a procedimientos indirectos de realización de piezas de materiales compuestos, a partir de una o varias cintas. La cinta tiene una anchura constante, que puede estar comprendida en particular entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 75 mm y más en particular entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 10 mm. La tasa de material termoplástico o termoendurecible puede alcanzar valores importantes, superiores al 30 o el 40 %, siendo a la vez flexible y bien consolidada, como se verá más adelante. La desviación típica se calcula usando la fórmula siguiente:

con n = número de medidas; x = valor medio de x; x = valor de x para n = i.

[0057] La anchura de la cinta puede medirse con su desviación típica en modo continuo durante la fabricación de la cinta usando el procedimiento descrito más arriba, que permite obtener la desviación típica en la longitud total de la cinta o en una fracción. Fuera de la línea de producción, para caracterizar una cinta según la invención, se puede proceder de la misma manera, desenrollando la cinta y efectuando medidas de anchura puntuales, por ejemplo, en tramos de 1 m con medición láser.

[0058] La invención tiene también por objeto una cinta continua impregnada y/o consolidada hecha de filamentos de material inorgánico unidireccionales, preferentemente de carbono, revestida uniformemente y/o impregnada en el núcleo con un polímero termoplástico, que comprende una tasa de polímero comprendida entre aproximadamente el 20, el 25 o el 30 % y aproximadamente el 75 %, en particular entre aproximadamente el 20, el 25 o el 30 % y aproximadamente el 50 % en peso y preferentemente entre aproximadamente el 30 % y aproximadamente el 40 % en peso, con respecto al peso de la cinta. Esta cinta puede presentarse en particular en las tres formas que se describirán, que son hueca, impregnada y sustancialmente consolidada en el núcleo, impregnada y sustancialmente consolidada en el núcleo con haces de filamentos. La cinta tiene una anchura constante, en particular con una desviación típica comprendida entre 0,02 y 0,15 mm, preferentemente entre 0,02 y 0,05 mm (bornes incluidos). La anchura de esta cinta puede estar comprendida en particular entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 75 mm y más en particular entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 10 mm. En una realización, la cinta tiene una anchura media en la especificación de 6,35 mm ± 0,15 mm con una desviación típica comprendida entre 0,02 y 0,05 mm, preferentemente en una longitud de una sola pieza, la de la hebra de partida, en particular superior o igual a 100, 500, 1.000 o 5.000 m. Así se puede tener, por ejemplo, una cinta de anchura media 6,35 mm con una desviación típica comprendida entre 0,02 y 0,05 mm.

[0059] En una primera realización, la cinta está impregnada y consolidada en la periferia, comprendidos sus dos bordes longitudinales (o aristas longitudinales), de manera que el material termoplástico impregna los filamentos en la periferia formando una vaina sustancialmente continua, y comprendida la longitud de los bordes de la cinta. Preferentemente, esta cinta presenta un estado superficial especial, correspondiente al hecho de que está recubierta en su totalidad o en su mayor parte por polímero fundido o reblandecido que forma sustancialmente un continuo de polímero de un extremo a otro de la cinta en el sentido transversal y en el sentido longitudinal, como se ilustra a modo de ejemplo a la figura 6. El grosor medio de polímero en superficie (capa externa) puede estar comprendido ventajosamente entre aproximadamente 10 y aproximadamente 100 |jm, preferentemente entre aproximadamente 25 y aproximadamente 100 jm. La cinta comprende una cierta proporción de filamentos no impregnados de polímero (tomados en el polímero) en su interior. Esta proporción puede en particular representar de aproximadamente el 20, el 25 o el 30 a aproximadamente el 50 % del total de los filamentos de la cinta (puede determinarse por el análisis de las superficies impregnadas y no impregnadas por tratamiento de imagen de cortes de aumento adecuado; la observación al microscopio o cualquier otro dispositivo de imagen digital (cámara fotográfica, cámara, etc.) que permite distinguir las zonas de fibras desnudas de las zonas de fibras impregnadas y captadas en el polímero, así como las zonas de polímero sustancial o totalmente desprovistas de filamentos)). Esta cinta dice hueca, dado que el núcleo de la cinta está formado por filamentos no impregnados, estando el núcleo así no impregnado o no consolidado.

[0060] En una segunda realización, la cinta está impregnada y/o sustancialmente consolidada en el núcleo, es decir, comprende una proporción elevada de filamentos impregnados de polímero en su interior. Esta proporción puede representar en particular de aproximadamente el 80 a aproximadamente el 100 % del total de los filamentos de la cinta. Preferentemente, esta cinta presenta un estado superficial particular, correspondiente al hecho de que está recubierta en parte con polímero fundido o reblandecido, para formar fases discontinuas de un extremo al otro de la cinta en el sentido transversal y en el sentido longitudinal, como se ilustra a modo de ejemplo en la figura 7. Esta cinta se denomina impregnada en el núcleo. Según una realización, la proporción de filamentos captados en el polímero está comprendida entre el 80 % y el 99, el 98, el 97, el 96, el 95 o el 90 %. Los intervalos típicos son del 90 al 100 %, en particular del 95 al 100 %. El grosor medio de polímero en superficie (capa externa) puede estar comprendido ventajosamente entre aproximadamente 10 y aproximadamente 100 jm, preferentemente entre aproximadamente 25 y aproximadamente 100 jm.

[0061] Según una modalidad particular de esta cinta impregnada y sustancialmente impregnada en el núcleo, los filamentos están distribuidos en forma de haces. Los filamentos se extienden en la dirección longitudinal de la cinta en forma de al menos dos haces de filamentos separados y recubiertos por polímero. Los haces están en particular más o menos individualizados en el plano transversal. Se comprenderá fácilmente que el número de haces puede adaptarse en función de la anchura de la cinta. Se puede prever normalmente de 2 a 50, en particular de 5 a 50, preferentemente de 10 a 30 haces. Los haces están en particular separados unos de otros por el polímero solo o que contiene opcionalmente filamentos dispersos. El producto impregnado puede caracterizarse por una distribución de filamentos en forma de haces de una anchura comprendida entre aproximadamente 200 jm y aproximadamente 6.000 jm y una altura comprendida entre aproximadamente 50 jm y aproximadamente 250 jm cuya separación está comprendida entre aproximadamente 25 jm y aproximadamente 100 jm. Los haces de fibra están total o parcialmente impregnados de polímero con el fin de formar una cinta que posee una fuerte cohesión en el sentido transversal a las fibras. Además, este producto conserva una fina vaina (capa externa) de polímero. El grosor medio de polímero en superficie puede estar comprendido ventajosamente entre aproximadamente 10 y aproximadamente 100 jm, preferentemente entre aproximadamente 25 y aproximadamente 100 jm.

[0062] La medida de la tasa de impregnación puede realizarse mediante análisis de imagen (en concreto, uso de microscopio o de cámara fotográfica o de cámara digital), de una sección transversal de la cinta, dividiendo la superficie de la cinta impregnada por el polímero por la superficie total del producto (superficie impregnada superficie de las porosidades). Para obtener una imagen de buena calidad es preferible revestir la cinta cortada en su sentido transversal con una resina de pulido estándar y pulirla con un protocolo estándar que permite la observación de la muestra al microscopio con un aumento de 6 como mínimo. En relación con las tasas de impregnación, normalmente: producto hueco: de aproximadamente el 30 % a aproximadamente el 70 % y preferentemente de aproximadamente el 40 % a aproximadamente el 60 %; producto impregnado: de aproximadamente el 70 % a aproximadamente el 100 % y preferentemente de aproximadamente el 90 a aproximadamente el 98 %; producto impregnado con estructura de haces: de aproximadamente el 70% a aproximadamente el 100% y preferentemente de aproximadamente 90 a aproximadamente el 100 %.

[0063] La medida de grosor de la vaina de polímero se efectúa con las mismas herramientas, en particular con ayuda de un microscopio a partir de una sección transversal de la cinta (la preparación de la muestra es idéntica a la destinada a la medida de la tasa de impregnación).

[0064] La flexibilidad de la cinta puede caracterizarse por un rigidómetro Taber Model 150D (Taber Industries, North Tonawanda, Nueva York, EE.UU.) según la norma NF iSo 2493-2 (Parte 2: Dispositivo de prueba Taber). Todas las medidas se efectúan con el calibre n.° 1, denominado de sensibilidad extrema, el ángulo de flexión usado es de 7,5 ° y la media de la placa de referencia es de 88,3 TSU (Taber Stiffness Unit) para un valor nominal de 88 TSU.

[0065] La rigidez Taber de la cinta hueca con una masa de 250 UT (Unidad Taber) está comprendida entre aproximadamente 5 TSU y aproximadamente 25 TSU y más en concreto entre aproximadamente 10 TSU y aproximadamente 20 TSU.

[0066] Con este mismo dispositivo, la rigidez de la cinta impregnada en el núcleo está comprendida entre aproximadamente 45 TSU y aproximadamente 65 TSU y más en concreto entre aproximadamente 50 TSU y aproximadamente 60 TSU. La misma medida puede efectuarse con una masa de 500 UT en la cinta impregnada en el núcleo, y la rigidez Taber está comprendida entonces entre aproximadamente 20 TSU y aproximadamente 40 TSU y más en concreto entre aproximadamente 25 TSU y aproximadamente 35 TSU.

[0067] Este dato se compara con la rigidez Taber de una cinta obtenida por impregnación estándar (baño de impregnación), que está normalmente comprendida entre aproximadamente 65 TSU y aproximadamente 85 TSU y más en concreto entre aproximadamente 70 TSU y aproximadamente 80 TSU.

[0068] Una cinta según la invención con una proporción de filamentos tomados en la matriz polimérica inferior al 100 % tiene la notable particularidad de no romperse cuando se pliega sobre sí misma, al contrario que las cintas obtenidas por impregnación estándar en fase líquida. Sin querer limitarse a la teoría, se piensa que una proporción de filamentos, en particular de carbono, que no están insertadas en la matriz, pueden deslizarse unos sobre otros durante la deformación de la cinta. La cinta según la invención que tiene una proporción de filamentos tomados en la matriz polimérica inferior al 100 %, preferentemente inferior o igual al 99, el 98, el 97, el 96, el 95 o el 90 %, no se rompe durante un plegado, lo que no sucede con las cintas obtenidas por impregnación estándar que pueden romperse cuando se pliegan sobre sí mismas. De ello resulta que las cintas según la invención tienen una capacidad de plegado sin parangón, con un radio de curvatura muy reducido.

[0069] La invención tiene también por objeto una instalación que permite implementar el procedimiento según la invención y producir una cinta según la invención. Esta instalación comprende en particular los elementos siguientes.

a) Al menos un husillo portabobinas con freno.

b) Un dispositivo de desenrollado y/o de alineación del hilo en el eje de máquina; como variante, si se dispone de una bobina de alimentación de hebra sin enrollado, el dispositivo es un dispositivo de alineación del hilo en el eje de máquina; el dispositivo puede, por ejemplo, incluir un juego de dos barras a 90 °, una primera barra paralela al eje de la bobina, orientada a aproximadamente 90 ° con respecto al sentido de deslizamiento de la hebra que sale de la bobina, y una segunda barra situada debajo de la primera, orientada a aproximadamente 90 ° con respecto al anterior y perpendicularmente al eje de máquina, como se describe más arriba.

c) opcionalmente un dispositivo de extensión transversal de hebra, en particular un dispositivo de embarrado que funciona al principio de la aplicación de una tensión en la hebra que provoca la extensión transversal de los filamentos, en particular del tipo que incluye al menos 1, preferentemente varias (normalmente de 2 a 7) barras en perpendicular al eje de máquina y de las que al menos 1 está situada encima o debajo de este eje de máquina (lo que permite imponer una tensión a la hebra, provocando su apertura); en particular, las barras pueden tener un diámetro comprendido entre aproximadamente 10 mm y aproximadamente 100 mm; tienen preferentemente una superficie poco abrasiva, por ejemplo, de cromo, aluminio o cerámica; pueden ser calentadas y/o ser vibrantes; pueden tener una forma cilíndrica, ovalada o elíptica regular o de sección no constante, pueden ser rectilíneas o combadas, pueden tener frenos o no

d) Un dispositivo de calibración en anchura, que permite manejar o ajustar la anchura de la hebra. Este dispositivo puede comprender en particular una pieza provista de un surco que lleva los filamentos de la hebra a la anchura del surco. La anchura del surco puede determinarse ventajosamente por la anchura de la cinta que se producirá, por ejemplo, la anchura de calibración (o del surco) es de 1,5 a 4,5, en particular de 2 a 3 veces la anchura nominal de la cinta final.

e) Opcionalmente un dispositivo de pinzamiento y de tracción de la hebra, que incluye preferentemente dos rodillos de los que al menos uno es arrastrado en rotación, por ejemplo, un foulard o dispositivo análogo, que permite pinzar la hebra con el fin de mantener su anchura y de aplicar a la hebra un movimiento de avance en dirección de la bobina de almacenamiento; en particular, el foulard o dispositivo análogo puede incluir al menos dos rodillos dispuestos uno sobre el otro, siendo al menos uno de ellos desplazable en dirección al otro con el fin de aplicar una presión a un material, en su caso la hebra, que pasaría entre ellos, y de los mismos uno al menos es arrastrado en rotación.

f) Opcionalmente un dispositivo de medida de la anchura de la hebra, en particular un láser, como se describe anteriormente.

g) Al menos una pieza metálica (preferentemente de metal buen conductor de la electricidad y de superficie no abrasiva) conectado a masa. Esta pieza metálica puede colocarse ventajosamente lo más cerca posible del dispositivo de recubrimiento con polvo que se describirá a continuación. Puede tratarse de una o varias (normalmente 2) barras metálicas.

h) Al menos un dispositivo de recubrimiento con polvo electrostático o dispositivo de recubrimiento con polvo electrostático. Preferentemente el dispositivo de recubrimiento con polvo incluye un fluidizador o dispositivo de fluidización en seco con un recipiente de almacenamiento de polvo mantenido en estado fluidizado. Preferentemente incluye un recipiente de recubrimiento con polvo en el que se disponen una o varias pistolas o boquillas de recubrimiento con polvo electrostático que usan el principio de descarga de corona. Las pistolas o boquillas están conectadas al recipiente de almacenamiento de polvo fluidizado por conducciones. Preferentemente, el dispositivo de recubrimiento con polvo comprende una central de control de la o las pistolas, que permite regular en particular la presión de inyección, la presión de dilución, la tensión y la intensidad desprendida en el cátodo. Más arriba se proporcionan los detalles de funcionamiento.

i) Opcionalmente un sistema de división de la cinta de carbono en varios haces de filamentos bajo el dispositivo de recubrimiento con polvo. Este sistema de división de la cinta inicial puede prepararse usando un peine o cualquier otro elemento ranurado (por ejemplo, barra cuya superficie presenta filetes o ranuras que se extienden en la circunferencia de la barra) que permite la separación de los filamentos de manera regular (ejemplos de número de haces mostrado anteriormente, y por tanto de ranuras o análogos). El objeto es depositar el polvo en el núcleo de la cinta con el fin de aumentar la tasa de impregnación.

El uso de este dispositivo de división hace preferible que la primera pistola de recubrimiento con polvo se coloque encima o cerca de la cinta separada en haces, por tanto encima o cerca del dispositivo de separación o inmediatamente corriente abajo, y que la segunda se encuentre más adelante corriente abajo en el dispositivo de recubrimiento con polvo, en un lugar en que los haces se acercan, permitiendo esta segunda pistola el envainado de la cinta. El emplazamiento exacto dentro del dispositivo de recubrimiento con polvo es fácil de determinar. j) Al menos una unidad de calentamiento tal como un horno. Preferentemente, se usa uno o varios hornos de infrarrojo cercano o medio. La regulación del o de los hornos se realiza preferentemente en potencia. Su potencia se adapta al polímero implementado.

k) Opcionalmente, un dispositivo de alineación de la cinta para hacerla coincidir con el eje de máquina y en particular con el calibrador que se describirá. Así se puede usar una o varias barras, en particular oblicuas. l) Opcionalmente, una calandra. Preferentemente la calandra se ha enfriado. La presión aplicada por la calandra es preferentemente ajustable.

m) Un dispositivo de calibración en el sentido transversal y en grosor. En particular puede comprender al menos dos formas de calibración, en particular surcos, antagonistas, es decir, una de las formas actúa en contacto con una primera cara de la cinta, y la otra en contacto con la otra cara de la cinta. La anchura de las formas se regula ventajosamente según la anchura nominal deseada para la cinta. En una realización, al principio se vacía un primer surco, y después a una anchura nominal igual a la anchura nominal deseada para la cinta final, por ejemplo, de 6,35 mm. Este surco está en contacto con la cara inferior o superior de la cinta. Un segundo surco está en contacto con la otra cara de la cinta, tiene también una anchura nominal igual a la anchura nominal deseada para la cinta final, por ejemplo, de 6,35 mm. Este surco puede mecanizarse, por ejemplo, en una ruedecilla. Los dos surcos deben estar perfectamente alineados y pueden montarse, por ejemplo, en vernieres que permiten un ajuste muy fino de su posición, uno con respecto al otro, pero también con respecto al deslizamiento de la cinta. En los ejemplos se describirán diferentes realizaciones.

n) Opcionalmente, un dispositivo de medida de la anchura de la cinta, en particular un láser, como se describe anteriormente y en los ejemplos. Este dispositivo de medida puede conectarse preferentemente a un ordenador o procesador programado para regular la cadencia de medida (por ejemplo, cada x cm, p. ej., cada 50 cm o cada 1 metro), registrar los valores medidos a lo largo de la producción de una bobina de cinta y/o calcular la desviación típica.

o) Al menos un husillo portabobinas de almacenamiento. Preferentemente, este husillo está desplazado con respecto al eje de máquina en el sentido de la altura, por ejemplo, por una o varias (normalmente 2) barras de empuje. Este husillo puede formar parte de un dispositivo de bobinado clásico, que permite bobinar en sentido cruzado o hilo a hilo, por ejemplo. El husillo puede estar servocontrolado en particular en velocidad o en tensión.

[0070] Según una característica preferida, los elementos b), c), d), e), g), h), i), j), k) y l), preferentemente también n), están alineados sobre el eje de máquina de manera que la hebra, y después la cinta, no experimente ningún movimiento de desplazamiento lateral sensible. Más preferentemente, los elementos e), g), h), i), j) y k), preferentemente también d), están perfectamente alineados sobre el eje de máquina, de manera que la hebra, y después la cinta, no experimente ningún movimiento de desplazamiento lateral o en altura sensible Por su parte, el dispositivo de embarrado c) está dispuesto preferentemente de manera que la entrada y la salida de la hebra se produzca perfectamente alineada en el eje de máquina, lateralmente y preferentemente también en altura.

[0071] Se prevén dispositivos de arrastre. Comprenden dispositivos para arrastrar en rotación el husillo del dispositivo de bobinado de la cinta formado. Comprenden también el foulard o análogo en e). Estos dispositivos de arrastre pueden ventajosamente ser servocontrolados, lo que permite manejar la tensión de la hebra, y después de la cinta, a lo largo de toda la línea de producción.

[0072] La instalación puede comprender varias líneas de producción que permiten producir simultáneamente varias cintas a partir de varias hebras.

[0073] La invención se refiere también a las piezas o artículos materiales compuestos fabricados a partir de una cinta según la invención o producto según el procedimiento de la invención. Estas piezas o artículos están hechos en parte o en la totalidad por la parte de cinta, de manera que la pieza o artículo se ha consolidado en caliente, por ejemplo, en autoclave o en estufa, después de colocar la cinta para formar la pieza en bruto. En una realización, la pieza o artículo es formada exclusivamente o principalmente de cinta según la invención o producto según el procedimiento de la invención.

[0074] La descripción se refiere también al uso de una cinta según la invención para la fabricación de un artículo o pieza compuesta, y a dicho procedimiento de fabricación, que comprende la colocación de la cinta para formar una pieza en bruto, y después la consolidación de la pieza o artículo en caliente, en particular en autoclave o en estufa. La cinta puede colocarse borde con borde y/o estar superpuesta, pudiendo hacerse la superposición según uno o varios ángulos adaptados. La colocación puede realizarse por colocación de fibra automatizada (AFP: Automated Fibre Placement) o por enrollado de filamentos, pultrusión, trenzado o impresora 3D. La colocación puede hacerse en un soporte o molde.

[0075] A continuación se describirá la invención más en detalle con ayuda de realizaciones tomadas a modo de ejemplo no limitativo y en referencia a los dibujos en los que:

- La figura 1 es una representación esquemática de una instalación según la invención.

- Las figuras 2, 3 y 4 son representaciones esquemáticas de diferentes dispositivos de calibración según la invención. - La figura 5 es una representación esquemática de una cinta producida por el procedimiento estándar por impregnación en baño.

- La figura 6 es una representación esquemática de una cinta producida por una primera realización de la invención. - La figura 7 es una representación esquemática de una cinta producida por una segunda realización de la invención. - Las figuras 8 y 9 son gráficos que representan las medidas de anchura efectuadas cada 1 m de cinta en función del metraje en m producido.

- La figura 10 es una representación esquemática en sección transversal de una cinta que incluye haces de filamentos.

[0076] La referencia numérica 1 designa una bobina de hebra 2, por ejemplo, de hebra de filamentos de carbono. Esta bobina está montada en un husillo (no representado), provisto de un freno ajustable. Una primera barra 3 es paralela al eje de la bobina 1 y está orientada en 90 ° con respecto al sentido de deslizamiento de la hebra 2, deslizándose esta última de izquierda a derecha en la primera barra a causa del enrollado de la bobina de alimentación 2. A continuación, una segunda barra 4 se sitúa debajo de la primera, orientada en 90 ° con respecto a la anterior y en perpendicular al eje de máquina. Se representa una serie de siete barras de embarrado. Cuatro de ellas, referidas como 5, están dispuestas de manera que la hebra es tangente a su parte superior, estando las otras tres referencias 6 colocadas debajo del eje de máquina y que llevan la hebra en tangente a su parte inferior aplicándole una tensión tal que la hebra se extiende en anchura. Un dispositivo de calibración 7 presenta un surco por el que pasa la hebra, que se calibra así según la anchura deseada. A continuación, se dispone un foulard 8, estando este foulard diseñado para pinzar la hebra 2 y forzarla a moverse en la dirección opuesta a la bobina de alimentación. Por 9 se representa un dispositivo láser de medida de la anchura de la hebra. Dos barras metálicas 10 y 11 conectadas a tierra están en contacto una primera, 10, con la cara inferior de la hebra, y la otra, 11, con su cara superior. Estas barras aplican una cierta presión en la hebra.

[0077] En 12, se ha representado una unidad de recubrimiento con polvo electrostático que comprende dos pistolas 13 de recubrimiento con polvo, a las que se suministra polvo fluidizado de polímero que proviene de un dispositivo de fluidización no representado. Una de las pistolas tiene su boquilla de pulverización orientada en dirección a una cara de la hebra, y la otra en dirección a la otra cara de la hebra. La unidad puede controlarse para asegurar la deposición en modo continuo de una cantidad determinada de material termoplástico en la hebra 2 que discurre por el interior del recipiente.

[0078] La referencia numérica 14 designa dos hornos de infrarrojo, preferentemente cercano o medio, situados uno detrás del otro, que se controlan en temperatura y este control se realiza en potencia. La hebra impregnada con polímero fundido pasa a continuación a una calandra 15 enfriada. La calandra incluye dos rodillos y un dispositivo de ajuste de la presión ejercida por los rodillos en la hebra que pasa entre sí. La hebra pasa a continuación a un dispositivo de calibración 16 del cual se describirán ejemplos en relación con las figuras 2-4. Por 17 se representa un dispositivo láser de medida de la anchura de la cinta, que está conectado a un ordenador o procesador que permite el registro de la anchura y el cálculo de la desviación típica. El dispositivo efectúa medidas puntuales, en intervalos regulares, según el deseo del usuario. En el estado del paso delante del dispositivo láser se forma la cinta 18 propiamente dicha. A continuación, la cinta pasa bajo el control de un dispositivo de bobinado de cinta, que comprende dos rodillos de empuje 19 y 20 y una bobina de almacenamiento 21 montada en un husillo (no representado) arrastrada en rotación.

[0079] Según una característica importante, las superficies activas (en contacto con la hebra o de la cinta) de los elementos 4, 5, 7, 8, 14, 15 y 16 están alineadas perfectamente con el eje de máquina, de manera que la hebra, y después la cinta cuando se forma, no experimenta movimiento lateral o en altura sensible.

[0080] En la Figura 2 se representa una primera realización de un dispositivo de calibración que puede usarse, en particular como dispositivo 16 en la instalación de la Figura 1. Comprende una pletina 22 hueca de un surco 23 formada por una parte ensanchada 24 y una parte rectilínea 25. La anchura del surco es igual a la anchura de la cinta que se producirá. La referencia numérica 26 designa una ruedecilla que tiene una superficie de revolución plana de anchura ligeramente inferior a la de la parte rectilínea 25 del surco en la que viene a insertarse en parte. En funcionamiento, se comprende que la hebra pase por el fondo del surco 23 y la ruedecilla aplique una presión en el interior de la parte 25 del surco 23. Un dispositivo (no representado), por ejemplo, un vernier, permite efectuar esta operación. Así se permite regular la presión ejercida sobre la hebra.

[0081] En la Figura 3, se encuentra la misma pletina 22. En lugar de la ruedecilla 26, corriente abajo de la pletina se dispone una ruedecilla 27 que incluye un surco 28 periférico de fondo plano, cuya anchura es igual a la anchura de la cinta que se producirá. En funcionamiento, se comprende que la hebra 2 pase por el fondo del surco 23, y después en el surco 28 de la ruedecilla 27, que aplica una presión en ella. Un dispositivo, por ejemplo, un vernier, no representado, permite colocar el fondo plano del surco en altura con respecto al eje de máquina con el fin de regular la presión ejercida sobre la hebra.

[0082] En la Figura 4, se usa una sucesión de tres ruedecillas 29 que incluyen cada una un surco 30 periférico de fondo plano, cuya anchura es igual a la anchura de la cinta para producir. Las ruedecillas primera y tercera están colocadas por encima del eje de máquina, y la segunda por debajo. En funcionamiento, se comprende que la hebra 2 pase en contacto con los fondos de los surcos 30, a la parte inferior de la primera ruedecilla, y después a la parte superior de la segunda, y finalmente a la parte inferior de la tercera. Un dispositivo, por ejemplo, un vernier, no representado permite colocar el fondo plano de los surcos a su altura con respecto al eje de máquina con el fin de regular la presión ejercida sobre la hebra.

[0083] Ejemplo 1: obtención de una cinta de carbono/PEEK con una relación de masas de polímero del 34 % y anchura 6,35 mm usando la instalación de la Figura 1.

[0084] Se parte de una hebra plana de filamentos de carbono HR HTS45 E23 de Toho Tenax, con valor comprendido entre 810 tex y 780 tex y una anchura de hebra que varía entre 3 y 7 mm, enrollada cruzada.

[0085] Polvo PEEK 150PB de Victrex, granulometría d-iü = 30 pm, d50 = 60 pm, dg0 = 100 pm.

[0086] Se calienta la hebra de fibra de carbono antes de extenderla a una anchura comprendida entre 8 mm y 12 mm por embarrado, bajo una tensión después de embarrado comprendida entre 4,5 kg y 2,5 kg. A continuación, las fibras pasan por un surco de 10 mm de anchura, y después por el foulard que permite traccionar la fibra. Antes de entrar en la cabina de recubrimiento con polvo la fibra pasa en contacto con dos barras conectadas a tierra.

[0087] La etapa de recubrimiento con polvo se realiza con ayuda de una instalación SAMES que comprende una caja de fluidización, 2 pistolas y una central de control. Para obtener la tasa de polvo pretendida se usa una sola pistola, cuyos ajustes se indican en la tabla siguiente:

[0088] La presión de la caja de fluidización se regula a 2 bares, lo que permite tener un régimen de fluidización homogéneo y regular.

[0089] A continuación, la fusión del polímero se efectúa haciendo pasar la cinta bajo dos irradiadores de infrarrojo de cinta (IR medio) SOPARA, regulados entre el 50 % y el 70 % de su potencia. Se trata de irradiadores IR de cinta de la marca SOPARA de una longitud de 75 cm y una potencia de 2,3 kW cada uno.

[0090] La calibración se efectúa en un primer momento por calandrado de la cinta, y después haciéndola pasar por un surco de anchura nominal 6,35 mm /- 0,05 mm.

[0091] La medida de la anchura se efectúa por un LASER Mike Model 911 (precisión de medida de 0,003 m), y los datos recogidos cada 1 m durante la producción de una bobina de 1.000 m se representan en la Figura 8.

[0092] La anchura media de la cinta es de 6,37 mm con una desviación típica de 0,04 mm.

[0093] El bobinado se efectúa en tensión, a una velocidad comprendida entre 15 m/min y 20 m/min con un bobinador SAHM.

[0094] La Figura 6 es una vista esquemática de la superficie de las cintas observadas con lupa binocular de aumento 0,6 x 3. La referencia numérica 104 designa el revestimiento de polímero, relativamente continuo, y que solo deja aparecer los filamentos de carbono en zonas discretas designadas por las referencias numéricas 105.

[0095] Ejemplo 2: obtención de una cinta de carbono/PEEK con una relación de masas de polímero del 34 % y anchura 6,35 mm usando la instalación de la Figura 1.

[0096] Se parte de una hebra redonda de filamentos de carbono HM M46JB 12K 50B Toray, de valor 445 tex, de manera que la anchura de la hebra varía entre 2 y 5 mm, enrollada cruzada.

[0097] Polvo PEEK 150PB de Victrex, granulometría d™ = 30 pm, dso = 60 pm, dgo = 100 pm.

[0098] Se calienta la hebra de fibra de carbono antes de extenderla a una anchura comprendida entre 5 mm y 8 mm por embarrado, bajo una tensión después de embarrado comprendida entre 4,5 kg y 2,5 kg. A continuación, las fibras pasan por un surco de 8 mm de anchura, y después por el foulard que permite traccionar la fibra. Antes de entrar en la cabina de recubrimiento con polvo la fibra pasa en contacto con dos barras conectadas a tierra.

[0099] La etapa de recubrimiento con polvo se realiza como en el ejemplo 1. La presión de la caja de fluidización se regula a 2 bares, lo que permite tener un régimen de fluidización homogéneo y regular. A continuación, la fusión del polímero se efectúa haciendo pasar la cinta bajo los dos irradiadores de infrarrojo de lámpara SOPARA (longitud de 75 cm y una potencia de 3 kW cada uno), regulados entre el 50 % y el 70 % de su potencia.

[0100] La calibración se efectúa en un primer momento por calandrado de la cinta, y después haciéndola pasar por un surco de anchura nominal 6,35 mm /- 0,05 mm.

[0101] La medida de la anchura se efectúa mediante el LASER Mike, como en el ejemplo 1, y los datos recogidos cada 1 m durante la producción de una bobina de 150 m se representan en la Figura 9.

[0102] La anchura media es de 6,16 mm con una desviación típica de 0,13 mm.

[0103] El bobinado se efectúa en tensión, a una velocidad comprendida entre 5 m/min y 20 m/min con un bobinador SAHM.

[0104] La Figura 7 es una vista esquemática de la superficie de las cintas observadas con lupa binocular de aumento 0,6 x 3. La referencia numérica 106 designa los filamentos de carbono y esta vez el polímero que queda en la superficie no forma un revestimiento cuasicontinuo, sino zonas discretas 107.

[0105] Por comparación con las Figuras 6 y 7, la Figura 5 muestra lo que se obtiene por el procedimiento de impregnación estándar por inmersión en un baño. La referencia numérica 101 designa zonas continuas de polímero en superficie, la referencia 102 designa núcleos discretos de polímero y la referencia 103 designa filamentos desnudos. Ejemplo 3: Producción de un artículo de material compuesto

[0106] Se programa un robot de colocación de fibra automatizada (AFP: Automated Fibra Placement) para depositar la cinta según el ejemplo 1 o según el ejemplo 2 sobre un soporte, hasta formar la pieza en bruto de la pieza que se va a fabricar. El robot coloca la cinta borde con borde para formar así un pliegue, y después superpone otro pliegue en el anterior, pudiendo hacerse la superposición según uno o varios ángulos adaptados, según el programa de producción de la pieza en bruto. A continuación, se coloca la pieza en bruto formada según un primer subejemplo en una estufa y según un segundo subejemplo en un autoclave. La consolidación se lleva a su fin y se obtiene la pieza compuesta consolidada.

[0107] A partir de la cinta según el ejemplo 1 se han formado piezas de materiales compuestos.

Ejemplo 4: Producción de una cinta de haces de filamentos

[0108] En el dispositivo de recubrimiento con polvo 12 se instala una barra de ranuras circunferenciales, teniendo las ranuras una anchura que depende de la anchura de los haces pretendida; normalmente, esta anchura puede estar comprendida entre aproximadamente 0,25 y aproximadamente 2 mm. La cinta se pone en contacto con esta barra, de manera permanente o intermitente, para asegurar la separación de la hebra en haces. La primera pistola de recubrimiento con polvo proyecta el polvo sobre la hebra separada en haces, en particular inmediatamente corriente abajo de la barra. La segunda pistola está dispuesta un poco más abajo, en particular unos centímetros más adelante, en un emplazamiento en el que se acercan los haces.

[0109] El producto impregnado obtenido de esta implementación, que puede verse de manera esquemática en la Figura 10, se caracteriza por una distribución de los filamentos en forma de haces 108 de una anchura comprendida entre 200 pm y 6.000 pm y una altura comprendida entre 50 pm y 250 pm cuya separación (zona de polímero 109) está comprendida entre 25 pm y 100 pm. Además, este producto conserva una fina vaina 110 de polímero de un grosor comprendido entre 25 pm y 100 pm. Este producto presenta una fuerte cohesión en el sentido transversal a los filamentos. Su estado superficial puede ser similar al observado con el producto hueco.

Claims (36)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento de fabricación de una cinta de filamentos de refuerzo impregnada con una matriz de polímero termoplástico, cinta que presenta una anchura constante en toda su longitud, en el que los filamentos se extienden según una dirección paralela a la longitud de la cinta, a partir de una hebra de filamentos salida de una bobina de alimentación, comprendiendo el procedimiento las etapas siguientes, desde una bobina de alimentación (1) en hebra hasta una bobina de almacenamiento (21) de cinta impregnada y consolidada:

a) gestión de la tensión entre la bobina de alimentación y la bobina de almacenamiento,

b) guiado de la hebra de manera que se obtiene una hebra que se desplaza en traslación en una línea que coincide con un eje longitudinal denominado eje de máquina que se extiende hasta las proximidades de la bobina de almacenamiento,

c) opcionalmente extensión transversal de la hebra a una anchura predeterminada superior a la anchura nominal de la cinta,

d) gestión de la anchura de la hebra,

e) opcionalmente tracción de la hebra, preferentemente por pinzamiento o foulardado,

f) conexión a masa de la hebra,

g) deposición del polímero en forma de polvo sobre la hebra, por recubrimiento con polvo electrostático, con una relación de masas de polímero de aproximadamente el 20 % a aproximadamente el 75 %, obtención de una cinta impregnada,

h) fusión o reblandecimiento del polímero,

i) calibrado de la anchura y el grosor de la cinta,

j) opcionalmente medida de la anchura de la cinta,

k) bobinado de la cinta en la bobina de almacenamiento.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el recubrimiento con polvo electrostático se efectúa con un polvo de polímero mantenido en forma de un lecho fluidizado, y después depositado por medio de una o varias pistolas de recubrimiento con polvo electrostático.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que en la etapa de calibración i), se calandra la cinta, y después se calibra transversalmente.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que se calandra con ayuda de una calandra enfriada (15).

5. Procedimiento según la reivindicación 3 o 4, en el que se calibra a la vez en el sentido transversal y en grosor.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que se calibra con ayuda de al menos dos surcos antagonistas o de al menos un surco y una superficie plana antagonista.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se calibra a la anchura nominal deseada para la cinta.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se efectúa la extensión transversal c) de la hebra a una anchura predeterminada superior a la anchura nominal de la cinta, por extensión de la hebra, y después se calibra la hebra a un valor predeterminado.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la anchura después de la extensión es de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 4,5, por ejemplo, de aproximadamente 2 a aproximadamente 3 veces la anchura nominal de la cinta final.

10. Procedimiento según la reivindicación 8 o 9, en el que en la etapa d) la anchura de la hebra extendida en c) se lleva a un valor comprendido entre la anchura de extensión máxima y la anchura nominal de la cinta final.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la etapa e) de tracción de la hebra.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la velocidad de deslizamiento de la hebra y de la cinta está comprendida entre aproximadamente 5 y aproximadamente 50 m/min, en particular entre aproximadamente 10 y aproximadamente 40 m/min, normalmente entre aproximadamente 15 y aproximadamente 35 m/min.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que, corriente arriba de la fusión h), se alinea la cinta para hacerla coincidir con el eje de máquina y con el dispositivo de calibración de i).

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que el calandrado en la etapa de calibración i) se realiza a una temperatura comprendida entre la temperatura de transición vítrea y el punto de fusión del polímero semicristalino.

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la presión de calandrado es inferior a 1 bar, normalmente comprendida entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 0,9 bares, en particular entre aproximadamente 0,1 y aproximadamente 0,6 bares.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que la presión de calandrado es superior o igual a 1 bar, normalmente comprendida entre aproximadamente 1 y aproximadamente 4 bares.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero depositado en la etapa g) es un polímero termoplástico que tiene un punto de fusión o una temperatura de transformación superior o igual a 280 °C.

18. Procedimiento según la reivindicación anterior, en el que el polímero termoplástico se elige entre PEEK, PPS, PEKK, PEI, o una mezcla de al menos dos de entre ellos.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el bobinado en la etapa k) se efectúa en tensión o en velocidad.

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los filamentos de refuerzo que constituyen la cinta son de carbono.

21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se obtiene una cinta a partir de una única hebra o a partir de 2 hebras o más.

22. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se superponen dos hebras de carbono antes del recubrimiento con polvo o se superponen dos cintas de carbono después del recubrimiento con polvo cuando el polímero está fundido o reblandecido.

23. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la relación de masa de polímero es de aproximadamente el 25 o el 30 % a aproximadamente el 75 %, en particular entre aproximadamente el 25 o el 30 % y aproximadamente el 50 %, más en particular entre aproximadamente el 30 % y aproximadamente el 40 %.

24. Cinta continua impregnada o consolidada constituida por fibras de material inorgánico unidireccionales, preferentemente de carbono, y por una matriz de polímero termoplástico, produciéndose dicha cinta de gran longitud y de una sola pieza, sin cortes y sin empalmes y estando revestida y/o impregnada en el núcleo con un polímero termoplástico, que comprende una tasa de polímero comprendida entre aproximadamente el 30 % y aproximadamente el 75 %, en particular entre aproximadamente el 30 % y aproximadamente el 50 % y más en particular entre aproximadamente el 30 % y aproximadamente el 40 %, con respecto al peso de la cinta, y que tiene una anchura constante en particular comprendida entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 75 mm y más en particular entre aproximadamente 5 mm y aproximadamente 10 mm, con una desviación típica comprendida entre 0,02 y 0,15 mm, preferentemente entre 0,02 y 0,05 mm, en una longitud de una sola pieza superior o igual a 100, 500, 1.000 o 5.000 m.

25. Cinta según la reivindicación 24, caracterizada porque tiene una anchura media de aproximadamente 6,35 mm con una desviación típica comprendida entre 0,02 y 0,05 mm, preferentemente en una longitud de una sola pieza superior o igual a 100, 500, 1.000 o 5.000 m.

26. Cinta según la reivindicación 24 o 25, caracterizada porque la cinta tiene una tasa de impregnación por el polímero termoplástico de aproximadamente el 70% a aproximadamente el 100% y preferentemente de aproximadamente el 90 a aproximadamente el 98 %.

27. Cinta continua formada por fibras de material inorgánico unidireccionales, preferentemente de carbono, impregnada de un polímero termoplástico, que comprende una tasa de polímero comprendida entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 75 %, en particular entre aproximadamente el 25 % y aproximadamente el 50 % y más en particular entre aproximadamente el 30 % y aproximadamente el 40 %, con respecto al peso de la cinta, que comprende en su interior filamentos que no se captan en el polímero preferentemente en una cantidad del 20, el 25 o el 30 a aproximadamente el 50 % del total de filamentos de la cinta y el polímero forma una vaina continua exterior.

28. Cinta según la reivindicación 27, caracterizada porque la cinta tiene una tasa de impregnación por el polímero termoplástico de aproximadamente el 30 % a aproximadamente el 70 % y preferentemente de aproximadamente el 40 % a aproximadamente el 60 %.

29. Cinta según cualquiera de las reivindicaciones 24, 25, 27 y 28, caracterizada porque la rigidez Taber de la cinta con el calibre n.° 1, una masa de 250 UT y un ángulo de 7,5 ° está comprendida entre aproximadamente 5 TSU y aproximadamente 25 TSU, preferentemente entre aproximadamente 10 TSU y aproximadamente 20 TSU, según la norma NF ISO 2493-2 (Parte 2: Dispositivo de prueba Taber).

30. Cinta según la reivindicación 24 o 25, caracterizada porque del 80 % al 99, el 98, el 97, el 96, el 95 o el 90 % de los filamentos se captan en el polímero y son recubiertos por este.

31. Cinta según cualquiera de las reivindicaciones 24, 25, 26 y 30, caracterizada porque la rigidez Taber de la cinta con el calibre n.° 1, una masa de 250 UT y un ángulo de 7,5 ° está comprendida entre aproximadamente 45 TSU y aproximadamente 65 TSU, preferentemente entre aproximadamente 50 TSU y aproximadamente 60 TSU, según la norma NF ISO 2493-2 (Parte 2: Dispositivo de prueba Taber).

32. Cinta según cualquiera de las reivindicaciones 24 a 31, caracterizada porque el polímero termoplástico tiene un punto de fusión o una temperatura de transformación superior o igual a 280 °C.

33. Cinta según la reivindicación anterior, caracterizada porque el polímero termoplástico se elige entre PEEK, PPS, PEKK, PEI, o una mezcla de al menos dos de entre ellos.

34. Pieza compuesta consolidada, que incluye una cinta según cualquiera de las reivindicaciones 24 a 33 o producida por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23.

35. Instalación que permite implementar el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24 o para producir una cinta según cualquiera de las reivindicaciones 24 a 33, caracterizada porque comprende: a) al menos un husillo portabobinas con freno.

b) un dispositivo (3, 4) de desenrollado y de alineación del hilo en el eje de máquina

c) opcionalmente un dispositivo (5, 6) de extensión transversal,

d) un dispositivo (7) de calibración en anchura,

e) opcionalmente un dispositivo (8) de pinzamiento y de tracción,

f) opcionalmente un dispositivo (9) de medida de la anchura de la hebra,

g) al menos una pieza metálica (10, 11) conectada a masa,

h) al menos un dispositivo de recubrimiento con polvo electrostático (12),

i) al menos un horno (14),

j) opcionalmente, un dispositivo de alineación de la cinta para hacerla coincidir con el eje de máquina, k) opcionalmente, una calandra (15),

l) un dispositivo (16) de calibración en el sentido transversal y en grosor,

m) opcionalmente, un dispositivo (17) de medida de la anchura de la cinta,

n) al menos un husillo portabobinas de almacenamiento.

36. Instalación según la reivindicación 32, caracterizada porque el dispositivo de recubrimiento con polvo incluye un fluidizador en seco y una o varias pistolas o boquillas de recubrimiento con polvo electrostático que usan el principio de descarga de corona.