ES2901167T3 - Estructura fibrosa y preforma 3D para pieza compuesta - Google Patents

Abstract

Preforma de estructura fibrosa 3D que comprende al menos 3 capas (1, 2) de hilos de trama y/o de urdimbre, estando la estructura tejida en una sola pieza mediante tejido multicapa entre una pluralidad de capas de hilos de urdimbre y una pluralidad de capas de hilos de trama, caracterizada porque la totalidad o una fracción determinada de los hilos de urdimbre y/o de los hilos de trama está recubierta previamente de polímero termosensible y comprende una distribución o reparto de puntos de intersección de hilos de urdimbre e hilos de trama unidos por polímero, predeterminada, porque este polímero representa una masa inferior o igual a aproximadamente el 10%, preferentemente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 7%, mejor aún del 1 al 5%, en peso con respecto a la masa total de la preforma, y porque la preforma incluye al menos una parte termoconformada en la que los hilos de urdimbre y los hilos de trama están unidos a sus intersecciones por polímero en el que al menos uno de los hilos de urdimbre y/o de trama lleva el polímero.

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura fibrosa y preforma 3D para pieza compuesta

[0001] La presente invención se refiere a una estructura fibrosa y una preforma 3D (3 dimensiones) obtenida a partir de esta estructura fibrosa, destinada a formar la base de una pieza compuesta, especialmente destinada a las industrias de alta tecnología, aeronáutica, aeroespacial y automovilística. También se refiere a un procedimiento de fabricación.

[0002] Los materiales compuestos con refuerzo textil o fibroso están formados por al menos dos elementos: la matriz y el refuerzo. La matriz, que recubre y confiere rigidez al refuerzo, permite transmitirle los esfuerzos mecánicos por medio de su interfaz. La matriz puede servir también para proteger el material fibroso de agresiones relacionadas con el entorno de uso (químico, térmico, UV, etc.). Puede ser orgánica o no. Las matrices orgánicas se dividen en dos familias, termoendurecibles (TD) y termoplásticas (TP).

[0003] El segundo constituyente es el refuerzo que debe procurar las propiedades mecánicas del material final absorbiendo los esfuerzos transmitidos por la matriz. Los materiales más usados en las aplicaciones de refuerzos de materiales compuestos son el vidrio, la aramida y el carbono. Se distinguen varias familias de materiales fibrosos para el refuerzo de materiales compuestos: los productos preimpregnados que aportan la cantidad de resina para la obtención de la pieza compuesta, las mezclas combinadas que combinan fibras de refuerzo y fibras de resina, y los productos en seco que aquí nos interesan.

[0004] Para obtener un material compuesto es preciso así asociar y conformar el refuerzo y la matriz. Entre los procedimientos de fabricación empleados para los materiales compuestos, los procedimientos de moldeo por transferencia de resina llamados «Liquid Composite Molding» (LCM) presentan un excelente potencial para su producción a gran escala. La infiltración de resina por inyección en molde cerrado y por infusión en molde abierto son las dos grandes familias que constituyen la gama de los procedimientos LCM. En el modo de fabricación en «molde cerrado» el refuerzo fibroso se coloca en un molde que permanece cerrado durante todo el procedimiento de obtención del material compuesto. Se trata del procedimiento RTM y sus derivados. El «molde abierto» es específico de las tecnologías en semimolde o en terraja: moldeo por contacto, arrollamiento de filamentos, deposición de preimpregnados o pultrusión.

[0005] En la primera familia se encuentran el moldeo por transferencia de resina («Resin Transfer Molding» o RTM), el moldeo por transferencia de resina «light» («Resin Transfer Molding Light» o RTM-Light), el moldeo por transferencia de resina al vacío («Vacuum Assisted Resin Transfer Molding» o VARTM) y el moldeo por compresión («Compression Resin Transfer Molding» o CRTM). El RTM y sus derivados usan la gravedad, el desplazamiento de un pistón o el diferencial de presión creado por una bomba para «empujar» la resina a la cavidad a través de la entrada de inyección. Se habla entonces de infiltración de resina. El refuerzo en seco puede conformarse previamente durante una etapa de preconformado, por pulverización de una baja cantidad de resina, y después se coloca en un molde cerrado y en el cual se inyecta una resina líquida, en uno o varios puntos, aplicando un gradiente de presión. A continuación, la resina (termoplástica o termoendurecible) se reticula o se endurece en el molde con la elevación de la temperatura para formar la matriz.

[0006] En la segunda familia de procedimientos, se hace el vacío en la cavidad del molde y se infunde la resina en la pieza bajo el efecto de la presión atmosférica («Vacuum Assisted Resin Infusión» o VARI). La infusión puede facilitarse también mediante una red de canales preferentes accionados a distancia («FAST Remotely Actuated Channeling» o FASTRAC), por el uso de un medio de drenaje («Liquid Resin Infusión» o LRI), a menudo denominado SCRIMP («Seemann Composites Resin Infusion Molding Process») en el campo náutico y por la infusión de resina dispuesta en películas intercaladas entre las capas del refuerzo («Resin Film Infusión» o RFI). Se habla así de infusión de resina.

[0007] Las estructuras textiles tejidas adolecen de un grosor bajo en las dimensiones de la pieza para realizar. Por tanto, es preciso apilar las capas unas sobre otras. Para unir estas capas entre sí se han desarrollado estructuras de tipo interlock. Posteriormente se desarrollaron directamente estructuras textiles que tenían el grosor de la pieza final, siendo la estructura tejida en una sola pieza mediante tejido multicapa entre una pluralidad de capas de hilos de urdimbre y una pluralidad de capas de hilos de trama.

[0008] El documento EP 424 216 describe la producción de un material tridimensional a partir de hilos previamente asociados a una resina termoplástica. Los hilos están asociados a la resina bien por una mezcla íntima en los hilos de fibras de refuerzo y de resina presentada en forma de fibras o bien por recubrimiento de hilos de refuerzo mediante una vaina de resina. El tejido 3D se obtiene con hilos compuestos por el 60% de vidrio y el 40% de PEEK, comprendiendo el tejido la totalidad de la resina necesaria para la consolidación de la pieza. Este documento se refiere así a los productos preimpregnados, y no al empleo de refuerzos en seco según la invención.

[0009] Los documentos WO 2006/136755, WO 2013/088035 y FR 2902503 describen, por el contrario, la realización de piezas de material compuesto por tejido tridimensional a partir de hilos de urdimbre y de trama, que posteriormente serán densificadas por una resina matriz transferida, inyectada o infiltrada en la estructura fibrosa. El documento FR 2 939 153 describe la realización de una estructura fibrosa con un grosor evolutivo por tejido tridimensional.

[0010] Así pues, se conocen diversas estructuras fibrosas tridimensionales (3D) útiles para formar preformas que a continuación se consolidarán por RTM, inyección o infusión para dar lugar a una pieza compuesta consolidada. Ahora bien, las piezas compuestas consolidadas tienen a menudo formas que no son planas, e incluso pueden tener formas complejas, con partes curvas o en planos diferentes, y/o zonas de grosores diferentes. También en ocasiones es necesario desplegar la estructura fibrosa 3D antes de colocarla en el molde. Además, una estructura fibrosa puede encogerse sobre sí misma. Como consecuencia surgen dificultades de implementación o de deformación de la forma desplegada de la preforma. La presión aplicada para hacer penetrar la resina puede provocar deslizamientos entre capas de hilos o deformaciones de estructura que perjudican el rendimiento mecánico de la pieza final.

[0011] Una dificultad importante es la relacionada con el hecho de que cualquier solución que permita resolver estos inconvenientes no debe perjudicar la introducción de la resina en el núcleo de la preforma durante la densificación en molde para formar la pieza compuesta consolidada, ni provocar el desplazamiento incontrolado de las partes o capas del refuerzo.

[0012] Esta problemática de manipular las preformas, especialmente de grosor importante o 3D, o de conservar la estructura antes de la colocación en el molde y durante la inyección es muy real. Sin embargo, las soluciones propuestas hasta ahora no son suficientemente eficaces, flexibles y aplicables con independencia del material de la preforma. Como recuerda el documento DE 102014213320, las preformas pueden estar unidas por un ligante que se pulveriza en forma pulverulenta en la preforma, si bien esta solución solo aporta un inicio de solución en caras planas, mientras que no permite alcanzar las caras verticales, por ejemplo. De este modo se ha propuesto en este documento realizar una pulverización electrostática del conjunto de la preforma formada por fibras de carbono, por naturaleza conductoras. Sin embargo, este procedimiento no es aplicable a fibras no conductoras, como el vidrio. Además, carece de flexibilidad y de adaptabilidad, dado que toda la estructura estará sometida potencialmente a la pulverización electrostática, lo cual no permite definir zonas que no necesitan, o que no deben recibir, ligante. Además, si la totalidad de las fibras conductoras puede estar sometida a una diferencia de potencial, esto no significa en modo alguno que el polvo de ligante sea capaz de alcanzar en cantidad suficiente las capas profundas de los hilos, ni que sea posible un reparto dosificado del ligante en toda la estructura o en partes seleccionadas.

[0013] La presente invención tiene por objeto realizar una preforma fibrosa tridimensional (3D) de buena resistencia, en particular estabilizada, fácilmente desplazable y manipulable, que tiene una permeabilidad adaptada a la penetración uniforme en el núcleo de un polímero destinado a formar una pieza compuesta con la preforma, limitando o suprimiendo los desplazamientos de hilos o fibras bajo el efecto de la penetración del polímero.

[0014] También tiene por objeto realizar una estructura fibrosa multicapa plana y desplegable para formar una preforma 3D compleja.

[0015] También tiene por objeto proponer un procedimiento de fabricación de dicha preforma que resuelva los problemas de los procedimientos anteriores como la pulverización electrostática. En particular, el procedimiento propuesto debe poder aplicarse con independencia de la naturaleza de los hilos que componen la preforma, y/o permitir definir zonas o capas de hilos que reciben ligante y zonas o capas de hilos que no lo reciben. El procedimiento debe poder permitir también controlar el reparto o la dosificación de ligante según las capas o zonas de la estructura. Asimismo, este procedimiento tiene por objeto permitir un despliegue óptimo de la preforma y la fijación de su configuración desplegada, para conferir a la preforma así obtenida las propiedades definidas en los objetos citados anteriormente.

[0016] La invención tiene así por objeto una preforma de estructura fibrosa 3D que comprende al menos 3 capas de hilos de trama y/o al menos 3 capas de hilos de urdimbre, estando la estructura tejida en una sola pieza mediante tejido multicapa entre la pluralidad de capas de hilos de urdimbre y la pluralidad de capas de hilos de trama. La totalidad o una fracción determinada de los hilos de urdimbre y/o de los hilos de trama llevan en la superficie el polímero termosensible. Este polímero representa una masa inferior o igual a aproximadamente el 10%, preferentemente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 7%, mejor aún de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 5%, en peso con respecto a la masa total de la preforma. El reparto de los hilos que llevan polímero y, por tanto, el reparto de los puntos de intersección unidos por el polímero están predeterminados, no son aleatorios.

[0017] Así pues se puede definir la preforma de manera que comprenda una distribución o reparto de puntos de intersección de hilos de urdimbre e hilos de trama unidos por polímero, predeterminada. Especialmente con hilos recubiertos uniformemente con polímero, se dispone de un reparto de puntos unidos que puede ser del 100% o cercano al 100% cuando todos los hilos de urdimbre y/o de trama están revestidos con el polímero, o que puede ser inferior al 100%, pero está perfectamente definido con respecto a un reparto predeterminado de los hilos recubiertos por polímero. Alternativamente se podría prever un reparto inferior al 100%, por ejemplo, del 95%, el 90% o el 80%. Igualmente se podría contemplar un reparto inferior al 40% para ciertas aplicaciones.

[0018] Así pues se puede definir también la preforma de manera que comprenda una estructura textil cuyo tejido se ha realizado usando hilos de urdimbre y/o hilos de trama que llevan en la superficie el polímero termosensible (hilos recubiertos previamente de este polímero), y el paso a la preforma se realiza por termoconformado a una temperatura superior al punto de reblandecimiento del polímero, seguido por un enfriamiento, mediante lo cual los hilos de urdimbre y los hilos de trama están unidos en su intersección por polímero en el que al menos uno de los hilos de urdimbre y/o de trama lleva el polímero.

[0019] La preforma incluye así al menos una parte según la cual los hilos de urdimbre y los hilos de trama están unidos a sus intersecciones por polímero en el que al menos uno de los hilos de urdimbre y/o de trama lleva el polímero. El polímero se encuentra en estado endurecido. La unión en los puntos de intersección se obtiene por reblandecimiento, y después endurecimiento del polímero por un calentamiento adaptado. En una realización, la preforma incluye al menos una parte según la cual los hilos de urdimbre y los hilos de trama están unidos a sus intersecciones por polímero y al menos una parte en la que los hilos de urdimbre y los hilos de trama no están unidos a sus intersecciones por polímero.

[0020] El polímero presente en los hilos se fija si es termoendurecible y se endurece si es termoplástico. Puede estar por debajo de su temperatura de transición vítrea. Termoendurecible o termoplástico, el polímero presenta una temperatura de reblandecimiento, que puede corresponder a su Tg. El paso de esta temperatura conducirá a un reblandecimiento reversible que permite, por una parte, la unión de los hilos recubiertos (uno al menos de entre el hilo de urdimbre y el hilo de trama en contacto) a sus puntos de intersección, y, por otra parte, como se verá, desplegar la estructura en su forma de «preforma». El enfriamiento por debajo de esta temperatura fijará la preforma, lista para ser impregnada con resina, y fácilmente manipulable.

[0021] La preforma puede ser plana, curva, presentarse en una forma de al menos dos partes que forman un ángulo entre sí o puede presentar también partes de grosor variable como se describe en el documento FR 2939153.

[0022] La preforma puede tener también una forma obtenida del despliegue de una estructura fibrosa multicapa plana procedente del tejido, de manera que esta estructura es por definición plana y tiene el grosor resultante de este tejido. Esta preforma puede comprender así una parte hueca o tubular y/o presentar al menos dos planos, por ejemplo, 2, 3, 4, 5, etc., que forman un ángulo cualquiera entre sí, por ejemplo, una estructura primaria (en el plano de la estructura fibrosa de origen) a la que se unen 1, 2, 3, 4, 5, etc., partes secundarias o brazos. Como se describe a continuación, en el origen, en la estructura fibrosa, los planos de las partes secundarias están alineados preferentemente y en la misma dirección que los planos de la estructura primaria, con las partes secundarias desplegadas, de manera que sus planos cambian de orientación y están inclinados con respecto a la estructura primaria.

[0023] La invención tiene también por objeto esta estructura fibrosa multicapa plana tejida.

[0024] En una realización, la estructura fibrosa comprende al menos 3 capas de hilos de trama y/o de urdimbre. La estructura está tejida en una sola pieza mediante tejido multicapa entre las capas de hilos de urdimbre y las capas de hilos de trama, aunque la estructura fibrosa está tejida íntegramente (es decir, no hay dos capas de hilos de urdimbre o dos capas de trama adyacentes que no estén unidas por el hilo complementario). La estructura fibrosa comprende hilos de urdimbre y/o hilos de trama que llevan en la superficie un polímero termosensible. La totalidad o una fracción solo de los hilos de urdimbre y/o de los hilos de trama llevan en la superficie el polímero termosensible. Este polímero representa una masa inferior o igual a aproximadamente el 10%, preferentemente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 7%, mejor aún de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 5%, en peso con respecto a la masa total de la preforma. Las intersecciones entre hilos están libres, en el sentido de que el polímero termosensible no ha sido activado. El reparto de los hilos que llevan el polímero y, por tanto, el reparto de los puntos de intersección concernidos por el polímero están predeterminados, no son aleatorios.

[0025] Así pues se puede definir la estructura textil de manera que comprende una distribución o reparto de puntos de intersección de hilos de urdimbre e hilos de trama revestidos con polímero, predeterminada. Especialmente con hilos revestidos uniformemente con polímero, se dispone de un reparto de puntos de intersección «con polímero» que puede ser del 100% o cercano al 100% cuando todos los hilos de urdimbre y/o de trama están revestidos por el polímero, o que puede ser inferior al 100%, pero definido perfectamente con respecto a un reparto predeterminado de los hilos recubiertos con polímero.

[0026] Dicha forma puede usarse para producir una preforma plana, curva o que presenta al menos dos planos que forman un ángulo entre sí.

[0027] En otra realización, la estructura fibrosa es apta para su despliegue en la forma de «preforma» no plana denominada «compleja», y después se fija por termoconformado en esta forma no plana. Esta estructura fibrosa comprende al menos 3 capas de hilos de trama y/o de urdimbre. La estructura está tejida en una sola pieza mediante tejido multicapa entre una pluralidad de capas de hilos de urdimbre y una pluralidad de capas de hilos de trama. El tejido se ha realizado usando una pluralidad de hilos de urdimbre y/o de hilos de trama que llevan en la superficie un polímero termosensible. Este polímero representa una masa inferior o igual al 10%, preferentemente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 7%, mejor aún de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 5%, en peso con respecto a la masa total de la estructura fibrosa. En esta realización, la estructura fibrosa incluye al menos una desunión en el plano entre dos capas de hilos de urdimbre o entre dos capas de hilos de trama. Desunión significa que dos capas de hilos de urdimbre o de trama consecutivas no están unidas entre sí en una cierta superficie, sino que vuelven a unirse allí donde se interrumpe la desunión. Mediante esta desunión, las dos partes separadas pueden distanciarse entre sí, en el marco del despliegue de la preforma.

[0028] En una realización, la estructura fibrosa comprende una desunión que se extiende en el plano de la estructura desde un borde lateral hasta el borde lateral opuesto, y se interrumpe lejos de cada uno de los otros dos bordes laterales ortogonales a los anteriores. El despliegue de dicha estructura hace posible obtener una preforma hueca o tubular.

[0029] En una realización, la estructura fibrosa comprende una desunión que se extiende en el plano de la estructura desde un borde lateral hasta el borde lateral opuesto, y hasta un borde lateral ortogonal, pero se interrumpe lejos del borde opuesto al anterior. El despliegue de dicha estructura permite obtener una preforma que tiene al menos dos planos que forman un ángulo cualquiera entre sí, por ejemplo, una estructura primaria a la que se unen 1, 2, 3, 4, 5, etc., partes secundarias o brazos.

[0030] Estas dos formas de realización pueden estar combinadas.

[0031] Según una modalidad de estas diferentes realizaciones, la estructura fibrosa incluye al menos una parte en la que los hilos de urdimbre y/o los hilos de trama están revestidos con polímero y al menos una parte en la que los hilos de urdimbre y los hilos de trama no están revestidos.

[0032] Según una modalidad de estas diferentes realizaciones, la estructura fibrosa tiene un grosor homogéneo en toda su extensión, dependiendo este grosor de factores diversos presentes simultáneamente, que comprenden en particular el número de capas de hilos de urdimbre, el número de capas de hilos de trama, el tipo de textura, el título de los hilos de urdimbre y el título de los hilos de trama.

[0033] Según otra modalidad de estas diferentes realizaciones, la estructura fibrosa tiene un grosor no homogéneo en toda su extensión, estando la variación de grosor relacionada con el número de capas de hilos de urdimbre, el número de capas de hilos de trama, el tipo de textura, el título de los hilos de urdimbre y el título de los hilos de trama, de manera que las variaciones de estos criterios según las zonas de la estructura permiten obtener al menos dos partes de grosores diferentes.

[0034] La invención tiene también por objeto un procedimiento de fabricación de la estructura fibrosa. El procedimiento comprende el tejido de una estructura fibrosa en una sola pieza mediante tejido multicapa entre una pluralidad de capas de hilos de urdimbre y una pluralidad de capas de hilos de trama. El tejido se realiza usando una pluralidad de hilos de urdimbre y/o de hilos de trama que llevan en la superficie un polímero termosensible (hilos recubiertos previamente). Este polímero representa una masa inferior o igual a aproximadamente el 10%, preferentemente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 7%, mejor aún de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 5%, en peso con respecto a la masa total de la preforma. El polímero, especialmente termoplástico o termoendurecible, es termosensible, lo que significa que puede reblandecerse mediante una elevación de temperatura apropiada para la temperatura de reblandecimiento del polímero, o un poco por encima.

[0035] En una realización, se produce una estructura fibrosa de grosor homogéneo en toda su extensión, que actúa especialmente en el número de capas de hilos de urdimbre, el número de capas de hilos de trama, el tipo de textura, el título de los hilos de urdimbre y/o el título de los hilos de trama.

[0036] En una realización, se produce una estructura fibrosa de grosor no homogéneo en toda su extensión. Se introduce la variación de grosor que actúa especialmente en el número de capas de hilos de urdimbre, el número de capas de hilos de trama, el tipo de textura, el título de los hilos de urdimbre y/o el título de los hilos de trama. Se produce así una estructura que tiene al menos dos partes de grosores diferentes.

[0037] En una realización, se produce una estructura fibrosa que incluye al menos una desunión en el plano entre dos capas de hilos de urdimbre o entre dos capas de hilos de trama. Esta desunión se introduce de manera que no se unen dos capas de hilos de urdimbre o de trama consecutivas en una cierta superficie. En el caso en que existan dos capas de hilos de trama que no estén unidas por hilos de urdimbre, fuera de esta zona de desunión, el proceso de tejido lleva a unir estas capas de hilos de trama entre sí con hilos de urdimbre. En el caso en que existan dos capas de hilos de urdimbre que no estén unidas por hilos de trama, fuera de esta zona de desunión, el proceso de tejido lleva a unir estas capas de hilos de urdimbre entre sí con hilos de trama. Mediante esta desunión, las dos partes separadas pueden distanciarse entre sí, a la vez que se vuelven a unir entre sí en la base de la desunión, en el marco del despliegue de la preforma.

[0038] En una realización, se produce una estructura fibrosa que comprende una desunión que se extiende en el plano de la estructura desde un borde lateral hasta el borde lateral opuesto, y se interrumpe lejos de cada uno de los otros dos bordes laterales ortogonales a los anteriores. El despliegue de dicha estructura permite obtener una preforma hueca, que delimita, por ejemplo, uno o varios espacios paralelepipédicos o tubulares.

[0039] En una realización, se produce una estructura fibrosa que comprende una desunión que se extiende en el plano de la estructura desde un borde lateral hasta el borde lateral opuesto, y hasta un borde lateral ortogonal, pero se interrumpe lejos del borde opuesto al anterior. El despliegue de dicha estructura permite obtener una preforma que tiene al menos dos planos que forman un ángulo cualquiera entre sí, por ejemplo, una estructura primaria a la que se unen 1, 2, 3, 4, 5, etc., partes secundarias o brazos.

[0040] La invención tiene también por objeto un procedimiento de producción de una preforma de acuerdo con la invención. En este procedimiento, se parte de una estructura fibrosa tal como se describe en la presente memoria, o se produce primero una estructura fibrosa según el procedimiento que se describe en la presente memoria.

[0041] En una etapa siguiente, se calienta la estructura fibrosa plana o se despliega a la temperatura de reblandecimiento del polímero, o un poco por encima. A continuación, se reduce la temperatura por debajo de este punto de reblandecimiento, se obtiene el endurecimiento del polímero, mediante lo cual se obtiene la unión de los hilos entre sí en los puntos de contacto en los que está presente este polímero. El polímero se elige ventajosamente de manera que tenga un punto de reblandecimiento superior a la temperatura ambiente (20-25°C).

[0042] En una realización, la estructura fibrosa se coloca en un molde abierto o cerrado durante esta operación de calentamiento, y después de enfriamiento. El molde define la forma de la preforma a la que debe conducir la estructura fibrosa.

[0043] En una realización, durante la colocación en el molde, se debe formar o desplegar la estructura fibrosa para darle la forma del molde o de la preforma. Este despliegue puede realizarse en el caso de una estructura fibrosa que incluye una desunión o curvando o plegando simplemente una estructura fibrosa.

[0044] La preforma «enrigidecida» podrá colocarse a continuación en el molde cerrado o abierto, para la infiltración o la infusión de la resina destinada a formar la matriz del material compuesto. Se dice también que la resina o matriz «densifica» la pieza compuesta.

[0045] La invención tiene además por objeto esta pieza de material compuesto que comprende una preforma según la invención, densificada por la matriz.

[0046] La invención tiene también por objeto un tensor o marco, tales como los usados en la industria aeronáutica, aeroespacial y automovilística, formada por o que comprende una pieza según la invención. Estas piezas de materiales compuestos se usan para enrigidecer cualquier tipo de carenado, fuselaje, góndola y otras carrocerías.

[0047] Salvo indicación en sentido contrario, las características siguientes se aplican a los diferentes objetos de la invención.

[0048] Los hilos que llevan en la superficie o que están impregnados con un polímero termosensible que se presenta en esta forma antes del tejido se asocian ventajosamente con este polímero en toda su longitud, comprendida la interfaz con los hilos que cruzan y/o con los hilos paralelos que están en contacto con ellos. Como se verá más adelante, según el modo de deposición del polímero en la superficie de los hilos, el polímero puede formar un revestimiento continuo o un revestimiento irregular o discontinuo.

[0049] Cuando se integran hilos sin polímero en la estructura, estos están totalmente desprovistos de este polímero en toda su longitud, y al contrario de lo que podría suceder en caso de pulverización de polímero localmente sobre la estructura, pueden estar simplemente en contacto con el polímero llevado por un hilo que los cruza, en el punto de cruce con este hilo.

[0050] Según una modalidad, los hilos pueden comprender polímero también en su interior, es decir, se inserta el polímero en la masa del hilo, en contacto y entre los filamentos que lo constituyen. En este caso, esta impregnación denominada de núcleo tiene lugar preferentemente en toda la longitud del hilo.

[0051] La preforma es fácil de desplazar y de manipular, y puede colocarse fácilmente en un molde. No se hunde sobre sí misma como lo haría la misma estructura 3D sin polímero en los puntos de cruce seleccionados. Este mantenimiento de la preforma se asegura bien mediante el empleo de hilos de urdimbre y/o de trama que llevan del polímero en el conjunto de la preforma o bien por el empleo de hilos de urdimbre y/o de trama que llevan el polímero colocados prudentemente en los lugares necesarios. Además, antes de la formación de la preforma, la estructura tejida 3D puede ser curva, plegada y/o desplegada, y después la fijación de la preforma a partir de esta estructura formada, puede realizarse por un calentamiento apropiado, y después enfriamiento. Esto puede hacerse opcionalmente en un molde o en cualquier otro tipo de utillaje adaptado.

[0052] Así pues, después del tejido, se despliega o se mantiene desplegada la estructura fibrosa y se somete a este calentamiento, lo que permite termoconformar la estructura o la o las partes de la misma que incluyen hilos que llevan el polímero en la superficie, es decir, allí donde se elige tener del polímero. Esto permite obtener una preforma con la configuración óptima deseada, de manera más segura y reproducible que con una estructura pulverizada electrostáticamente después del tejido, más aún si la estructura o la preforma tiene un grosor importante o está en 3D. Otra ventaja se deriva de la garantía de la presencia de ligante en los puntos de intersección (lo que no puede garantizar una pulverización después del tejido), lo que contribuye también a la generación de una preforma óptima. El calentamiento puede realizarse mediante cualquier medio de calentamiento apropiado. Un modo interesante es un calentamiento por infrarrojo. Por definición, este termoconformado no se acompaña de la aplicación de una presión sobre la estructura fibrosa. No obstante, se prevé preferentemente un mantenimiento de la preforma con un utillaje para sujetar la estructura.

[0053] En una realización, al menos uno de los bordes de la estructura fibrosa incluye hilos de urdimbre y/o de trama que llevan el polímero.

[0054] En una realización, al menos uno de los bordes de la estructura fibrosa incluye hilos de urdimbre y/o de trama que incluyen el polímero y la preforma se caracteriza por el hecho de que al menos un borde incluye una soldadura formada por calentamiento o corte y calentamiento de los hilos. El calentamiento puede realizarse según se precisa anteriormente. El corte más calentamiento puede realizarse en una etapa por medio de una herramienta de corte calentada de cualquier manera conocida de por sí, por ejemplo, por infrarrojo.

[0055] El polímero en contacto con ciertos hilos de urdimbre y/o de trama puede elegirse entre polímeros (incluidos copolímeros) termoplásticos y termoendurecibles. Puede ser el mismo o diferente del polímero que luego se inyectará o infundirá. poliamidas (PA), copoliamidas (Co-PA), poliamidas de bloque de éter o éster (PEBAX, PEBA), poliftalamidas (PPA), poliésteres (especialmente tereftalato de polietileno -PET-, tereftalato de polibutileno -PBT-), copoliésteres (CoPE), poliuretanos termoplásticos (TPU), poliacetales (POM, etc.), poliolefinas (especialmente PP, ^h D^p E, LDPE, LLD^p E), polietersulfonas (PES), polisulfonas (PSU, etc.), polifenilenos sulfonas (PPSU, etc.);polímeros de la familia de las PAEK poliariletercetonas que comprenden especialmente polieteretercetonas (PEEK) y polietercetonacetona (PEKK); poli(sulfuro de fenileno) (PPS), polieterimidas (PEI), poliimidas termoplásticas, polímeros de cristales líquidos (LCP), fenóxidos, copolímeros de bloques tales como copolímeros de estirenobutadieno-metilmetacrilato (SBM), copolímeros de metilmetacrilato-acrilato de butil-metilmetacrilato (MAM) y mezclas de los mismos, epóxidos, bismaleimida o polímeros fenólicos.

[0056] Más en particular, el polímero se elige entre los siguientes: PA6, PA12, PA6,6, PA6,10, PA6,12, o un poliepóxido con un punto de reblandecimiento bajo, o una mezcla de al menos dos de entre ellos.

[0057] Para pasar de la estructura fibrosa a la preforma, la estructura fibrosa se ha sometido a un termoconformado a una temperatura superior al punto de reblandecimiento del polímero, seguido por un enfriamiento, mediante lo cual los hilos de urdimbre y los hilos de trama están unidos a sus intersecciones por polímero en el que al menos uno de los hilos de urdimbre y/o de trama lleva el polímero.

[0058] En una realización, los hilos de urdimbre y/o los hilos de trama acoplados en el tejido llevan el polímero en al menos una parte de la estructura fibrosa. En otros términos, solo una o varias regiones de la estructura comprenden polímero. En este caso, la preforma comprenderá al menos una parte termoconformada y una parte sin polímero, no termoconformada.

[0059] En una realización, se puede prever que la totalidad de los hilos de urdimbre acoplados en el tejido lleva el polímero y que parte o la totalidad, preferentemente la totalidad, de la preforma esté termoconformada.

[0060] En una realización, se puede prever que la totalidad de los hilos de trama acoplados en el tejido lleva el polímero y que parte o la totalidad, preferentemente la totalidad, de la preforma está termoconformada.

[0061] En una realización, se puede también prever que la totalidad de los hilos de urdimbre y la totalidad de los hilos de trama acoplados en el tejido lleva el polímero y que parte o la totalidad, preferentemente la totalidad, de la preforma está termoconformada.

[0062] Sin embargo, mediante el uso de la tecnología Jacquard y especialmente de telares en los cuales los hilos de urdimbre pueden controlarse de forma individual en altura, es posible usar hilos de urdimbre y/o de trama que llevan el polímero o están impregnados con polímero, para el tejido de las partes de la estructura que necesitan un termoconformado, mientras que las otras partes que no lo necesitan estarán tejidas con hilos de urdimbre y/o de trama sin polímero. Se pueden realizar todas las combinaciones. Además este tipo de telares permite también hacer variar los motivos de tejido y variar los grosores.

[0063] En una realización, la tasa de volumen de fibra (TVF) está comprendida entre aproximadamente el 30% y aproximadamente el 80%. Esta tasa representa en porcentaje el volumen de fibra en un volumen de material compuesto dado. Preferentemente, esta tasa de volumen de fibra se mide una vez que la pieza compuesta, que comprende la preforma, es inyectada y consolidada. Esta tasa tiene en cuenta el polímero que llevan algunos de los hilos o el conjunto de los hilos, de manera que se puede hablar también de tasa de volumen de fibra polímero. El uso de hilos que llevan el polímero presenta la ventaja de permitir asegurar la obtención de dicha tasa de volumen en todas las partes de la preforma (mientras que una pulverización después del tejido conducirá a irregularidades de tasa de polímero y a una variabilidad de la tasa de volumen), que permite asegurar de manera óptima la penetración uniforme en el núcleo de la preforma, de un polímero durante una etapa subsiguiente, por ejemplo, de inyección o de infusión.

[0064] Ventajosamente, gracias al contenido reducido y a la colocación prudente de los hilos que llevan el polímero, la preforma presenta una permeabilidad apta para permitir la penetración uniforme de núcleo de la preforma, de un polímero durante una etapa subsiguiente, por ejemplo, de inyección o de infusión.

[0065] En una realización, una pluralidad de hilos de urdimbre y/o de hilos de trama lleva un polímero depositado por pulverización, por ejemplo, pulverización gravitatoria o pulverización electrostática, extrusión, impregnación o pulverización térmica (thermal spray coating). La deposición de polímero se realiza sobre los hilos, antes del tejido. Se efectúa ventajosamente un tratamiento térmico de fijación del polímero en el hilo, lo que permite que el polímero permanezca en su lugar sobre el hilo durante el tejido. El tratamiento térmico está así adaptado preferentemente para que la flexibilidad del hilo se conserve y no se degrade la operación de tejido.

[0066] El número de capas de urdimbre no es necesariamente idéntico al número de capas de trama (ejemplo 7 capas de urdimbre y 8 capas de trama). En una realización, la estructura fibrosa y, por tanto, la preforma incluye de 3 a 100, preferentemente de 3 a 50 capas de hilos de urdimbre y/o de hilos de trama. En una realización, la estructura y la preforma se caracterizan por un grosor máximo de aproximadamente 100 mm. Este grosor puede estar comprendido especialmente entre aproximadamente 1 y aproximadamente 100 mm, normalmente entre aproximadamente 1 y aproximadamente 20 mm. Según la invención, la preforma puede tener partes de grosores diferentes.

[0067] La cohesión de la preforma por el polímero puede obtenerse de manera predeterminada y homogénea hasta el núcleo de este grosor.

[0068] Los hilos pueden ser de material orgánico o inorgánico. Como material orgánico se puede citar, por ejemplo, polipropileno (PP), viscosa, poliamidas, especialmente PA66, tereftalatos de polietileno (PET), polialcoholes de vinilo (PVA), polietilenos (PE), para-aramidas y poli(p-fenilen-2,6-benzobisoxazol) (PBO). Como material inorgánico, se puede citar, por ejemplo, el acero, el carbono, la sílice, el vidrio (S,E,R, etc.) y los óxidos de alúmina.

[0069] En una realización se trata de hilos de carbono.

[0070] Los filamentos constitutivos de los hilos 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).

[0071] 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).

[0072] En una realización, la estructura fibrosa está formada por tejido Jacquard.

[0073] Se puede usar cualquier tipo de textura, por ejemplo, satén, sarga, tafetán. También se puede integrar una textura interlock.

[0074] La invención permite producir y disponer de preformas que tienen las características ventajosas siguientes

- preformas con las dimensiones/geometrías exactas listas para disponerse en el molde de infusión o de infiltración de resina líquida;

- preformas secas, no adhesivas, termoconformables, sin deshilacliado, cuyo corte es limpio para las dimensiones útiles para el moldeo;

- preformas densas en hilos con una resina presente en el núcleo cuya localización está controlada;

- preforma que contiene una tasa de resina termoplástica o termodura pero siempre termosensible (que presenta un punto de reblandecimiento).

[0075] Esto ofrece las ventajas siguientes en el momento del moldeo con infusión de resina, lo que se traduce en un aumento de la productividad:

- preforma tejida que evita el apilamiento manual en el molde de preconformado;

- preforma tejida que evita el deslizamiento no controlado de los pliegues bajo la presión de conformado o de infusión: control de las características mecánicas y de la tasa de desecho;

- preforma tejida que permite evitar el uso de parches de soldadura o la soldadura manual de pliegues entre sí; - presencia de resina en el núcleo de una pieza densa en fibras que permite evitar porosidades (<1%);

- preforma tejida que evita el uso de un material de relleno;

- preforma tejida que suprime la etapa manual de impregnación con pincel o con espray especialmente de cada capa unitaria de refuerzo fibroso, así como las uniones tales como la costura o el punto, lo que permite controlar mejor la permeabilidad transversal del material y las microfisuras;

- preforma tejida que presenta una gran regularidad y facilita la implementación;

- la resina sirve para el mantenimiento de la preforma, lo que resulta útil en los moldes de doble radio de curvatura u otros moldes de forma compleja.

[0076] A continuación se describirá la invención más en detalle con ayuda de realizaciones tomadas a modo de ejemplo no limitativo y que se refieren al dibujo anexo en el que:

La figura 1 es una vista esquemática de una estructura tejida según la invención destinada a formar una preforma 3D.

La figura 2 es una vista esquemática del despliegue de una primera estructura tejida en una preforma 3D.

La figura 3 es una vista esquemática del despliegue de una segunda estructura tejida en una preforma 3D. Las figuras 4 a 9 son vistas esquemáticas de otros 6 ejemplos de preforma 3D según la invención.

[0077] Los refuerzos tejidos figuran entre los más usados en las aplicaciones de materiales compuestos. Se trata de refuerzos con dos orientaciones privilegiadas en el plano. Se obtienen por el entrecruzamiento de una red de hilos de urdimbre (sentido de producción) y de una red de hilos de trama (sentido transversal) en un telar. La red de hilos de urdimbre, acondicionada en un enjulio, forma una napa. La napa sale del enjulio y pasa por elementos específicos (tensión, parahílos, etc.). Para realizar este entrecruzamiento se abre la napa para formar la calada. La apertura de esta calada se realiza sacando los hilos del plano de la napa por arriba o por abajo. Una vez constituida la calada, se inserta el hilo de trama. A continuación este hilo se aplastará hasta el punto de cruce. Después de aplastarlo, se crea una nueva calada y se aprisiona el hilo insertado justo antes.

[0078] Los lizos pueden estar movidos por una mecánica llamada de dobby o una mecánica «Jacquard». En la mecánica de dobby, los marcos agrupan cada uno varios lizos.

[0079] El número de marcos permite hacer texturas más o menos complejas pero tendrá siempre una repetición del motivo. La mecánica «Jacquard» permite seleccionar cada lizo de manera independiente lo que permite realizar tejidos complejos y no regulares.

[0080] La inserción se realiza generalmente con ayuda de tres familias de herramientas:

- lanza: rígida, flexible o telescópica,

- proyectil o lanzadera (reserva de hilo preparada),

- fluido: chorro de aire o chorro de agua (fibras hidrófobas).

[0081] Después de la inserción el hilo se aplasta con ayuda de un peine hasta el punto de cruce. En ocasiones, el peine puede estar perfilado para guiar un proyectil o generar un canal para el fluido. La etapa de compresión restringe el hilo aplastándolo de manera no insignificante.

[0082] Es posible crear numerosas texturas que se obtienen de la elección de caladas e inserciones sucesivas. Las texturas fundamentales son la tela, la sarga y el satén.

Ejemplo 1:

[0083] La Figura 1 representa 6 planos horizontales sucesivos de una textura de una estructura fibrosa obtenida por tejido 3D, siendo los hilos de trama 1 visibles en sección, con los hilos de urdimbre 2 representados longitudinalmente.

[0084] La estructura fibrosa (dibujo de la izquierda) comprende 6 capas de hilos de trama y 12 capas de hilos de urdimbre. En la parte derecha de la figura, todas las capas de hilos de urdimbre y de hilos de trama están unidas. En la parte izquierda, en 7 planos verticales de hilos de trama, las dos capas de hilos de trama centrales no están unidas entre sí por hilos de urdimbre, lo que se denomina en la presente memoria una zona de desunión, denotada por 3.

Tasas de volumen de fibras: 50%.

Título de los hilos de carbono en urdimbre y trama: 3K

Grosor de la estructura (y de la preforma): aproximadamente 3 mm.

[0085] Los hilos de urdimbre y los hilos de trama son hilos de carbono impregnados con resina poliepoxídica, a una tasa del 7% de resina en peso con respecto al peso de la estructura completa. La estructura se coloca desplegada en el molde, se pasa en un horno para reblandecer la resina, y después se enfría para dar la preforma 3D.

[0086] En la figura 1 puede verse el despliegue de la estructura, desde la posición inicial a la izquierda, estando el despliegue abocetado en la parte derecha de la figura (dirección de la flecha).

[0087] En este mismo molde o en otro molde, a continuación se infiltrará o se infundirá la preforma 3D con la matriz PEEK para formar la pieza final.

[0088] Para este ejemplo 1, alternativamente se podrán prever hilos 6K, en función de la aplicación deseada. Ejemplo 2:

[0089] A partir del principio del ejemplo 1, se puede tejer una estructura fibrosa según la Figura 2 (izquierda), que comprende, a la izquierda, una primera zona de desunión 4 y, a la derecha, dos zonas de desunión 5 y 6. Esta estructura plana (dibujo de la izquierda) puede desplegarse así en forma de una estructura desplegada 3D que comprende 5 brazos (dibujo de la derecha).

[0090] Los hilos de urdimbre y los hilos de trama son hilos de carbono impregnados con resina poliepoxídica, a una tasa del 5% de resina en peso con respecto al peso de la estructura completa. La estructura se coloca desplegada en el molde, se pasa en un horno para reblandecer la resina, y después se enfría para dar la preforma 3D. En este mismo molde o en otro molde, a continuación se infiltrará o se infundirá la preforma 3D con la matriz PEEK para formar la pieza final.

Ejemplo 3:

[0091] A partir del mismo principio que en el ejemplo 1, se puede tejer una estructura fibrosa según la Figura 3 (izquierda), que comprende una zona de desunión 7 central. Esta estructura plana (dibujo de la izquierda) puede desplegarse entonces en la forma de una estructura desplegada 3D hueca o tubular (dibujo de la derecha).

[0092] Los hilos de urdimbre y los hilos de trama son hilos de carbono impregnados con resina de poliamida, a una tasa del 10% de resina en peso con respecto al peso de la estructura completa. La estructura se coloca desplegada en el molde, se pasa en un horno para reblandecer la resina, y después se enfría para dar la preforma 3D. En este mismo molde o en otro molde, a continuación se infiltrará o se infundirá la preforma 3D con la matriz PEEK para formar la pieza final.

[0093] Se puede hacer variar la realización de las desuniones, por ejemplo, hacerlas en urdimbre, y combinar los dos tipos en una misma estructura.

Ejemplo 4:

[0094] A partir del mismo principio que en el ejemplo 1, se puede tejer una estructura fibrosa plana. Los hilos de urdimbre y los hilos de trama son hilos de carbono impregnados con resina de copolímero de bloque de amida, a una tasa del 3% de resina en peso con respecto al peso de la estructura completa. La estructura fibrosa se recubre plegada para dar la forma de la Figura 4 o 5. La estructura se coloca desplegada en el molde, se pasa en un horno para reblandecer la resina, y después se enfría para dar la preforma 3D. En este mismo molde o en otro molde, a continuación se infiltrará o se infundirá la preforma 3D con la matriz PEEK para formar la pieza final.

Ejemplo 5:

[0095] A partir del mismo principio que en el ejemplo 1 se puede tejer una estructura fibrosa plana de grosor variable, como en la Figura 7. Los hilos de urdimbre y los hilos de trama son hilos de vidrio impregnados con resina poliepoxídica, PEI o poliimida, a una tasa del 4% de resina en peso con respecto al peso de la estructura completa.

La estructura se coloca desplegada en el molde, se pasa en un horno para reblandecer la resina, y después se enfría para dar la preforma 3D. En este mismo molde o en otro molde, a continuación se infiltrará o se infundirá la preforma 3D con la matriz PEEK para formar la pieza final.

Ejemplo 6:

[0096] A partir del mismo principio que en el ejemplo 3 se puede tejer una estructura fibrosa plana que comprende una o varias zonas de desunión 7 que se extienden en el grosor de la estructura fibrosa, y que permiten, durante el despliegue, producir los ejemplos de las figuras 5, 8 y 9.

[0097] Los hilos de urdimbre y los hilos de trama son hilos de carbono impregnados con resina poliepoxídica, para una tasa de acuerdo con la invención. La estructura se coloca desplegada en el molde, se pasa en un horno para reblandecer la resina, y después se enfría para dar la preforma 3D. En este mismo molde o en otro molde, a continuación se infiltrará o se infundirá la preforma 3D con la matriz PEEK para formar la pieza final.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Preforma de estructura fibrosa 3D que comprende al menos 3 capas (1, 2) de hilos de trama y/o de urdimbre, estando la estructura tejida en una sola pieza mediante tejido multicapa entre una pluralidad de capas de hilos de urdimbre y una pluralidad de capas de hilos de trama, caracterizada porque la totalidad o una fracción determinada de los hilos de urdimbre y/o de los hilos de trama está recubierta previamente de polímero termosensible y comprende una distribución o reparto de puntos de intersección de hilos de urdimbre e hilos de trama unidos por polímero, predeterminada, porque este polímero representa una masa inferior o igual a aproximadamente el 10%, preferentemente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 7%, mejor aún del 1 al 5%, en peso con respecto a la masa total de la preforma, y porque la preforma incluye al menos una parte termoconformada en la que los hilos de urdimbre y los hilos de trama están unidos a sus intersecciones por polímero en el que al menos uno de los hilos de urdimbre y/o de trama lleva el polímero.

2. Preforma según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura fibrosa se obtiene mediante tejido realizado usando hilos de urdimbre y/o hilos de trama que llevan en la superficie el polímero termosensible, y el paso a la preforma se realiza por termoconformado a una temperatura superior al punto de reblandecimiento del polímero, seguido por un enfriamiento, mediante lo cual los hilos de urdimbre y los hilos de trama están unidos en su intersección por polímero en el que al menos uno de los hilos de urdimbre y/o de trama lleva el polímero.

3. Preforma según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque los hilos de urdimbre y/o los hilos de trama acoplados en el tejido llevan el polímero en al menos una parte de la estructura fibrosa.

4. Preforma según la reivindicación 3, caracterizada porque comprende al menos una parte termoconformada y una parte sin polímero, no termoconformada.

5. Preforma según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la totalidad de los hilos de urdimbre y/o la totalidad de los hilos de trama acoplados en el tejido lleva el polímero y la totalidad de la preforma está termoconformada.

6. Preforma según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque una pluralidad de hilos de urdimbre y/o de hilos de trama lleva un polímero depositado por pulverización, extrusión, impregnación o pulverización térmica.

7. Preforma según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque incluye de 3 a 100, preferentemente de 3 a 50 capas de hilos de urdimbre y/o de hilos de trama.

8. Preforma según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque los hilos son hilos de carbono.

9. Preforma según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende una parte hueca o tubular y/o presenta al menos dos planos, por ejemplo, 2, 3, 4, 5, etc., que forman un ángulo cualquiera entre sí, por ejemplo, una estructura primaria (en el plano de la estructura fibrosa de origen) a la que se conectan 1, 2, 3, 4, 5, etc., partes secundarias o brazos.

10. Preforma según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el polímero se elige entre polímeros termoplásticos y termoendurecibles, especialmente los siguientes: poliamidas, copoliamidas (CoPA), poliamidas de bloque éter o éster (PEBAX, PEBA), poliftalamidas (PPA), poliésteres (especialmente tereftalato de polietileno -PET-, tereftalato de polibutileno -PBT-), copoliésteres (CoPE), poliuretanos termoplásticos (TPU), poliacetales (POM, etc.), poliolefinas (especialmente PP, HDPE, LD^p E, LLDPE), polietersulfonas (PES), polisulfonas (PSU, etc.), polifenilenos sulfonas (PPSU, etc.);polímeros de la familia de las PAEK poliariletercetonas que comprenden polieteretercetonas (PEEK), polietercetonacetona (PEKK), poli(sulfuro de fenileno) (PPS); polieterimidas (PEI), poliimidas termoplásticas, polímeros de cristales líquidos (LCP), fenóxidos, copolímeros de bloques tales como copolímeros de estireno-butadieno-metilmetacrilato (SBM), copolímeros de metilmetacrilatoacrilato de butil-metilmetacrilato (MAM) y mezclas de los mismos, epóxidos, bismaleimida y polímeros fenólicos.

11. Preforma según la reivindicación anterior, caracterizada porque el polímero es un PA6, PAI2, PA6,6, PA6,10, PA6,12, o una mezcla de al menos dos de entre ellos.

12. Preforma según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la estructura fibrosa está formada por tejido Jacquard.

13. Estructura fibrosa 3D tejida que comprende al menos 3 capas de hilos de trama y/o de urdimbre, estando la estructura tejida en una sola pieza mediante tejido multicapa entre una pluralidad de capas (1,2) de hilos de urdimbre y una pluralidad de capas de hilos de trama, caracterizada porque el tejido se ha realizado usando una pluralidad de hilos de urdimbre y/o de hilos de trama recubiertos previamente en la superficie de un polímero termosensible, porque la totalidad o una fracción solo de los hilos de urdimbre y/o de los hilos de trama que forman la estructura fibrosa son recubiertos previamente con el polímero termosensible, porque las intersecciones entre hilos están libres, en el sentido de que el polímero termosensible no ha sido activado, y porque este polímero representa una masa inferior o igual al 10%, preferentemente de aproximadamente del 1 al 7%, mejor aún del 1 al 5%, en peso con respecto a la masa total de la estructura fibrosa.

14. Estructura fibrosa según la reivindicación 13, caracterizada porque incluye al menos una desunión en el plano entre dos capas de hilos de urdimbre o entre dos capas de hilos de trama.

15. Estructura fibrosa según la reivindicación 14, caracterizada porque la desunión se extiende en el plano de la estructura desde un borde lateral hasta el borde lateral opuesto, y se interrumpe lejos de cada uno de los otros dos bordes laterales ortogonales a los anteriores; o la desunión se extiende en el plano de la estructura desde un borde lateral hasta el borde lateral opuesto, y hasta un borde lateral ortogonal, pero se interrumpe lejos del borde opuesto al anterior.

16. Estructura fibrosa según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizada porque el polímero termosensible se fija térmicamente en los hilos recubiertos previamente antes del tejido.

17. Estructura fibrosa según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizada porque, cuando hay una fracción de los hilos integrados en la estructura que están sin polímero, estos se encuentran totalmente desprovistos de polímero en toda su longitud.

18. Procedimiento de fabricación de una preforma según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende la fabricación de una estructura fibrosa mediante tejido multicapa entre una pluralidad de capas (1, 2) de hilos de urdimbre y una pluralidad de capas de hilos de trama, siendo el tejido realizado usando una pluralidad de hilos de urdimbre y/o de hilos de trama recubiertos previamente en la superficie de un polímero termosensible, de manera que este polímero representa una masa inferior o igual a aproximadamente el 10%, preferentemente de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 7%, mejor aún de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 5%, en peso con respecto a la masa total de la preforma, y después se calienta la estructura fibrosa plana o desplegada a la temperatura de reblandecimiento del polímero, o un poco por encima, y a continuación, se reduce la temperatura por debajo de este punto de reblandecimiento del polímero, mediante lo cual se obtiene la unión de los hilos entre sí en los puntos de contacto en los que está presente este polímero.

19. Pieza compuesta que comprende una preforma según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

20. Pieza compuesta según la reivindicación 19, caracterizada porque forma un tensor o un marco.