ES2950495T3 - Prensa para la fabricación de un componente de material compuesto de fibras - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una prensa para la fabricación de un componente a partir de un material compuesto de fibras, configurada como prensa de membrana, que comprende un bastidor de prensa (15), una parte inferior de la prensa (3), sobre la que está dispuesto un molde (4), una parte superior de prensa (5) que tiene una cámara de presión (6) que se puede sellar contra la parte inferior de prensa (3), uno o más cilindros de prensa (9) que se apoyan en el marco de la prensa y actúan sobre la parte superior de prensa (5) y/o la parte inferior de la prensa (3), una membrana (11) que se puede tensar sobre el molde (4), una bomba de vacío (12) con la que se puede generar un vacío en un lado de la membrana (11), por ejemplo en la parte inferior, caracterizado porque el marco de prensa está configurado como marco en C con un brazo en C horizontal superior, un marco en C horizontal inferior y una base en C vertical. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Prensa para la fabricación de un componente de material compuesto de fibras

La invención se refiere a una prensa para la fabricación de un componente (tridimensional) a partir de un material compuesto de fibras mediante la transformación de un producto semiacabado termoplástico (bidimensional), por ejemplo, una lámina orgánica.

En el contexto de la invención, se entiende por lámina orgánica un producto semiacabado (consolidado) en forma de placa compuesto por fibras incrustadas en una matriz de material termoplástico. Las fibras pueden estar en forma de fibras continuas o fibras largas, por ejemplo, en forma de tejido de fibras o malla de fibras. En el caso de las fibras se puede tratar, por ejemplo, de fibras de carbono, fibras de vidrio o fibras de aramida. Estas láminas orgánicas se utilizan como compuestos de fibras para la fabricación de componentes (por ejemplo, en la construcción ligera) para la ingeniería aeroespacial (por ejemplo, en la construcción de aviones) y para la tecnología de vehículos (por ejemplo, en la ingeniería de automoción). Gracias a la matriz de fibra termoplástica, dichas láminas orgánicas pueden conformarse (en caliente) de forma similar a las láminas metálicas, por lo que en la práctica se recurre a métodos de procesamiento de láminas metálicas para procesar láminas orgánicas o fabricar componentes a partir de dichas láminas orgánicas.

El documento DE 10 2011 115 730 A1 describe, por ejemplo, un procedimiento para moldear láminas de fibras semiacabadas termoplásticas con fibras orientadas en productos termoplásticos semiacabados moldeados tridimensionalmente con grados de orientación definidos, en el que la lámina de fibra semiacabada, que tiene forma de lámina orgánica, se calienta mediante un dispositivo de calentamiento a una temperatura inferior a una temperatura de reblandecimiento del termoplástico, colocándose la lámina de fibras semiacabada en un módulo de moldeo que reproduce la forma tridimensional. A continuación, se introduce un fluido en la cámara de moldeo, presionando así la lámina de fibras semiacabada calentada contra el módulo de moldeo y formando así el producto termoplástico semiacabado moldeado tridimensionalmente.

Otros procedimientos para el procesamiento de láminas orgánicas o componentes fabricados a partir de dichas láminas orgánicas se describen, por ejemplo, en los documentos DE 102013 105080 A1, DE 102011 111 233 A1 y DE 102011 111 232 A1.

Alternativamente, se describe en el documento DE 198 59 798 C1 la fabricación de cuerpos moldeados a partir de compuestos de fibras mediante el denominado procedimiento Prepreg. En este proceso, se laminan finas capas de fibras insertadas en resina parcialmente curada hasta crear una preforma del cuerpo moldeado. A continuación, esta preforma se cura calentándola bajo presión mecánica mientras se aplica simultáneamente un vacío para extraer las burbujas de aire de la preforma. Esto se hace normalmente en una autoclave en la que la preforma descansa sobre un molde negativo y está cubierta por una membrana flexible. La membrana flexible se sella frente al molde negativo. Entre la preforma y la membrana se dispone una capa de material textil que sirve para absorber el exceso de resina y formar una zona de vacío, la así llamada bolsa de vacío. La zona de la bolsa de vacío está conectada a una fuente de vacío.

A partir de allí, se describe en el documento DE 198 59 798 C1 un procedimiento para la fabricación de cuerpos moldeados hechos de compuestos de fibras, que se basa en un procedimiento RTM. Se aplica una esterilla de fibras a un molde negativo rígido y la esterilla de fibra se cubre con una membrana flexible. La membrana se sella por todo el perímetro alrededor de la esterilla de fibras con respecto al molde negativo, y el espacio entre el molde negativo y la membrana sellada de este modo se evacua, aplicándose a la parte posterior de la membrana opuesta al molde negativo una sobrepresión estática. A continuación, se inyecta en el espacio entre el molde negativo y la membrana una cantidad de resina líquida a una presión de inyección superior a la presión positiva en la parte posterior de la membrana. La resina se calienta y se cura, al menos parcialmente, mediante el molde negativo calentado bajo la influencia de la sobrepresión en la parte posterior de la membrana. A continuación, se libera la sobrepresión en la parte posterior de la membrana y se desmolda el cuerpo moldeado con la esterilla de fibras incrustada en la resina curada, al menos parcialmente. El molde negativo puede calentarse continuamente durante este proceso y la membrana puede enfriarse en su parte posterior.

Procedimientos similares, en los que se trabaja con una prensa de membrana y se inyecta una resina en la cavidad del molde se describen, por ejemplo, en los documentos EP 1420940 B1 o DE 69409618 T2.

El documento DE 4040746 A1 describe un procedimiento para la compactación de un cuerpo de material compuesto con una estructura de capas no compactadas de fibras de refuerzo incrustadas en una matriz en una prensa de membrana. Otros documentos que describen el estado de la técnica son el documento US 5820724 A, que muestra las características del preámbulo de la reivindicación 1, y el documento JP 2002346797 A, que muestra una prensa con un bastidor en C.

La invención tiene por objeto crear una prensa para la fabricación de componentes (ligeros) a partir de compuestos de fibras, que se caracterice por un diseño sencillo y estable y que sea preferiblemente adecuada para la fabricación de componentes de gran tamaño.

Para resolver esta tarea, la invención propone una prensa para la fabricación de un componente a partir de un material compuesto de fibras, diseñada a modo de prensa de membrana según la reivindicación 1. Otras formas de realización ventajosas se definen en las reivindicaciones dependientes.

Según la invención, esta prensa se caracteriza porque el bastidor de la prensa está diseñado como un bastidor en C, que presenta un brazo en C horizontal superior, un brazo en C horizontal inferior y una base en C vertical, que une el brazo en C superior y el brazo en C inferior.

Una prensa de membrana de este tipo con bastidor en C resulta especialmente adecuada para la fabricación de piezas de gran tamaño, especialmente para la fabricación de piezas planas o moldeadas, por ejemplo, alas de avión, flaps de alas de avión, etc. La prensa en C se caracteriza por un diseño lateralmente abierto, por lo que los productos semiacabados grandes o largos se pueden introducir y moldearse de manera especialmente fácil en la prensa.

Con preferencia, se utiliza un bastidor en C del tipo de construcción en pórtico. La construcción en pórtico significa que el bastidor en C consta de varios bastidores de prensado dispuestos (uno detrás de otro) a lo largo de la dirección longitudinal, configurados respectivamente en forma de C y unidos entre sí. Los distintos bastidores de prensado se pueden sujetar entre sí con elementos de sujeción, por ejemplo, tirantes. Estos bastidores de prensado consisten respectivamente en una o varias placas de bastidor, configurándose las placas de bastidor preferiblemente en una sola pieza. Un diseño del bastidor en C en construcción de pórtico se caracteriza por una construcción modular sencilla y estable, ya que el bastidor de prensa se ensambla a partir de múltiples piezas idénticas o similares, que se montan en fila, lo que permite especialmente fabricar con mucha facilidad prensas de gran longitud o anchura para la fabricación de piezas de gran tamaño.

En una forma de realización preferida, la prensa está diseñada como prensa de pistón superior. Esto significa que los cilindros de la prensa se apoyan en el brazo en C superior y trabajan sobre la parte superior móvil de la prensa, que forma en consecuencia un larguero de rodadura. Preferiblemente, la caja de presión se fija a en este larguero de rodadura. La parte inferior de la prensa forma la mesa de prensado y, por lo tanto, se fija en el brazo en C inferior y se apoya en él.

Sin embargo, en principio las prensas se conciben también como prensas de pistón inferior.

Se prevé que la prensa tenga una bomba de vacío con la que se genera una presión negativa por un lado de la membrana, por ejemplo, por el lado inferior. Opcionalmente, se puede prever (de forma adicional) una bomba de presión positiva, con la que se puede generar una presión positiva por el otro lado de la membrana.

Con preferencia, la parte inferior de la prensa, por ejemplo, la mesa de la prensa se puede calentar. Por consiguiente, un dispositivo de calentamiento está conectado a la parte inferior de la prensa o la parte inferior de la prensa se configura con un dispositivo de calentamiento integrado.

En otra forma de realización existe la posibilidad de calentar la parte superior de la prensa. Se puede tratar de un larguero de rodadura calentable. La caja de presión se puede fijar al larguero de rodadura. Esta caja de presión también puede calentarse independientemente. Además, cabe la posibilidad de calentar la caja de presión a través del larguero de rodadura calentable.

La herramienta o el propio molde también pueden ser calentables. El molde puede estar formado por una placa base calentable. Sin embargo, opcionalmente, también se puede disponer una placa base calentable en la mesa de la prensa, sobre la que se coloca una herramienta (separada) o un molde separado.

La membrana consiste preferiblemente en una membrana de silicona o en una película de silicona.

Con una prensa de este tipo se pueden fabricar componentes de un material compuesto de fibras colocando al menos un producto semiacabado, por ejemplo, una lámina orgánica como pieza de trabajo, ajustada al molde o sobre sobre el molde,

sujetándose de forma estirada una membrana extensible sobre el molde, con interposición del producto semiacabado/la lámina orgánica, y

moldeándose el producto semiacabado/la lámina orgánica para formar el componente aplicando una presión negativa a la membrana por el lado orientado hacia el molde y, opcionalmente, aplicando una presión positiva por el lado opuesto al molde, de modo que el producto semiacabado/la lámina orgánica se ajuste al molde.

La invención se basa en el conocimiento de que los componentes compuestos de fibras tridimensionales con alta estabilidad y alta precisión pueden producirse de forma económica a partir de, por ejemplo, láminas orgánicas en una prensa de membrana, en la que dichas láminas orgánicas están disponibles como productos semiacabados consolidados (bidimensionales) con forma de placa, y pueden transformarse de forma excelente en la prensa de membrana utilizando presión y calor en estructuras tridimensionales que se pueden utilizar, por ejemplo, en la construcción de aeronaves, vehículos o similares. A diferencia de los procesos de preimpregnado convencionales, se prefiere no trabajar sólo con mallas parcialmente curadas, sino con productos semiacabados consolidados en forma de láminas orgánicas, de modo que no se inyecten resinas líquidas o similares en la prensa. Se prefiere especialmente utilizar una lámina orgánica como producto semiacabado prefabricado, que consiste en varias capas de lámina orgánica que se juntan y, en su caso, se unen entre sí antes de su inserción en la prensa. De este modo se pueden fabricar componentes muy estables, que además pueden presentar un determinado grosor o espesor de pared. No obstante, en el marco de la invención se consigue una transformación perfecta en la prensa de membrana, ya que en la prensa se sujeta una membrana (altamente) elástica, que se estira elásticamente con la interposición de la lámina orgánica sobre el molde. Mediante la aplicación de presión negativa por un lado y de presión positiva por otro, se produce una transformación, en la que la membrana altamente elástica se estira fuertemente y se ajusta perfectamente al contorno deseado o, con la interposición de la lámina orgánica, al contorno del molde. Aplicando una presión negativa por un lado y una presión positiva (muy alta) por otro, es posible transformar láminas orgánicas consolidadas en componentes con estructuras complejas y radios pequeños, con lo que, por ejemplo, también se pueden fabricar perfectamente perfiles en forma de U con y sin destalonamientos. A través de las altas presiones en la prensa de membrana se garantiza una perfecta desaireación de la pieza, de modo que se pueda evitar la formación de poros o eliminarlos. En conjunto, los componentes fabricados se caracterizan por una calidad superficial muy elevada y una gran estabilidad. Sin embargo, la invención también incluye la transformación de otros productos semiacabados termoplásticos. En particular, se pueden introducir en la prensa varias capas termoplásticas individuales (no consolidadas) (de material compuesto de fibras) como productos semiacabados para su procesamiento.

En general, se pueden producir, por ejemplo, componentes altamente estables y ligeros para la construcción de aeronaves, por ejemplo, para alas o partes de alas. Se pueden fabricar, por ejemplo, perfiles que se pueden utilizar como componentes de alerones de aterrizaje.

Preferentemente, se emplean productos semiacabados o láminas orgánicas cuyas fibras están formadas como fibras de carbono, fibras de vidrio y/o fibras de aramida. Como termoplásticos se prefieren especialmente los termoplásticos resistentes a altas temperaturas, por ejemplo, la polieteretercetona (PEEK) o el polisulfuro de fenileno (PPS). No obstante, también pueden utilizarse polipropileno (PP), poliamida (PA) o poliuretano (TPU), dependiendo de los requisitos y del ámbito de aplicación. Los materiales se pueden utilizar en láminas orgánicas (consolidadas) o capas de láminas orgánicas (consolidadas) o, alternativamente, en productos de fibras semiacabados (no consolidados) o sus capas.

Durante la fabricación, es conveniente calentar el producto semiacabado/la lámina orgánica antes y/o después de colocarla en la prensa para optimizar el proceso de conformado. Es útil calentar el respectivo producto semiacabado/hoja orgánica a una temperatura superior a la temperatura de transición vítrea. Dependiendo del material o de la lámina orgánica o dependiendo del material termoplástico, puede ser conveniente calentar la lámina orgánica a una temperatura superior a 180 °C, por ejemplo, superior a 200 °C.

Alternativa o adicionalmente, es conveniente calentar el molde o al menos su superficie orientada hacia la lámina orgánica antes y/o durante la transformación. En este caso, también puede ser conveniente calentar el molde o su superficie a una temperatura superior a la temperatura de transición vítrea del termoplástico, por ejemplo, a una temperatura superior a 180 °C, por ejemplo, superior a 200 °C.

Además, alternativa o adicionalmente resulta especialmente ventajoso que el medio de presión con el que se actúa sobre la membrana, por ejemplo, un gas a presión, también se caliente para optimizar el aporte de calor y mejorar el conformado en caliente.

Con preferencia, no sólo se aplica una presión negativa por el lado de la membrana orientada hacia el molde, sino que el lado de la membrana opuesta al molde también se somete a una sobrepresión, con lo que se puede generar de manera especialmente preferida una sobrepresión de al menos 10 bares, por ejemplo, de al menos 20 bares. De acuerdo con la invención, se utilizan consecuentemente altas presiones para tener en cuenta el hecho de que, por ejemplo, se procesan o forman láminas orgánicas consolidadas.

Para ello, no se utiliza una bolsa de vacío, como es habitual en las prensas de membrana para procesar preimpregnados o para inyectar resina, sino que la membrana altamente elástica se estira sobre el molde. Se puede fijar, por ejemplo, en la parte inferior de la prensa y estirar sobre el molde. Sin embargo, es preferible que la membrana también esté fijada a la parte superior de la prensa de forma elástica y pretensada y que se tense sobre el molde durante el cierre de la prensa.

En principio, pueden utilizarse membranas hechas de caucho. Teniendo en cuenta el hecho de que se utilizan preferiblemente plásticos resistentes a altas temperaturas, la invención recomienda el uso de una membrana hecha de un material altamente elástico y al mismo tiempo resistente a la temperatura, por ejemplo, silicona o a base de silicona. Se pueden utilizar las membranas de silicona existentes, que tienen un alargamiento a la rotura de al menos un 500 %, preferiblemente de al menos un 600 %. La membrana tiene preferiblemente un grosor de al menos 1 mm, más preferiblemente de al menos 2 mm.

Como ya se ha descrito, la lámina orgánica utilizada consiste, de manera especialmente preferida, en un producto semiacabado prefabricado que comprende varias capas de lámina orgánica o una pluralidad de capas de lámina orgánica que se juntan y, en su caso, se unen entre sí, antes de ser colocadas en la prensa. En este caso, está dentro del alcance de la invención juntar las capas de láminas orgánicas individualmente y prensarlas conjuntamente. Sin embargo, es preferible que las capas de láminas orgánicas se unan previamente (en la disposición deseada), por ejemplo, mediante soldadura y/o pegado, en cuyo caso se realiza posteriormente una conexión íntima durante el conformado en la prensa de membrana. Alternativamente, está dentro del alcance de la invención unir las capas de lámina orgánica individualmente en una prensa previa para formar una lámina orgánica uniforme.

Se pueden utilizar múltiples capas, por ejemplo, al menos cinco capas, preferiblemente al menos diez capas. Para componentes altamente estables (por ejemplo, para la construcción de aviones), también se pueden unir más de veinte capas para formar una lámina orgánica. Además, alternativamente se puede introducir en la prensa una pluralidad de capas (sueltas y no consolidadas), por ejemplo, al menos cinco capas, preferiblemente al menos diez capas. El procesamiento de capas individuales tiene la ventaja de que las capas se pueden deslizar libremente unas con respecto a otras en el transcurso del conformado, de modo que, en particular, se puedan fabricar perfectamente estructuras complicadas, en su caso, con varios destalonamientos.

En el marco de la invención también es posible utilizar distintas capas con diferente orientación de las fibras o apilar las distintas capas de modo que sus fibras no discurran paralelas sino en un ángulo predeterminado. De este modo se pueden producir láminas orgánicas especialmente estables y componentes correspondientes. A través de la elección y disposición de las distintas capas se puede influir en las propiedades y la geometría del componente. Así existe, por ejemplo, la posibilidad de prever distintas capas de diferentes tamaños para formar un producto semiacabado, por ejemplo, una lámina orgánica con un grosor variable a lo largo de la superficie. Por ejemplo, en las zonas donde hay más capas que en otras zonas, se producen piezas con mayor grosor o espesor de pared. Del mismo modo, es posible disponer las distintas capas de manera que, en el curso del conformado, se cree una geometría de borde deseada del componente cuando las distintas capas se desplazan unas con respecto a otras. Por ejemplo, si las distintas capas se disponen en estado no conformado a la misma altura, se puede producir una geometría de borde oblicua mediante el proceso de conformado, y a la inversa, si las distintas capas se disponen oblicuamente en la zona del borde, se puede conseguir una geometría de borde recta mediante el proceso de conformado. Por ejemplo, puede ser deseable producir componentes con bordes biselados con el fin de proporcionar superficies de unión perfeccionadas para su posterior procesamiento.

En una variante de realización perfeccionada se puede utilizar un molde permeable al aire, al menos por secciones, a través del cual se aspira aire en el transcurso de la generación de la presión negativa. Esto puede realizarse, por ejemplo, utilizando un molde hecho de un material poroso. Preferiblemente, se utiliza un molde hecho de un metal ligero poroso, más preferiblemente aluminio poroso o una aleación de aluminio porosa. En este aspecto, la invención supone que el proceso de fabricación puede optimizarse utilizando un molde de este tipo, ya que es posible aplicar un vacío sobre toda la superficie de conformación. El material poroso es preferentemente un material de poros abiertos, por ejemplo, aluminio poroso de poros abiertos o una aleación de aluminio porosa de poros abiertos. Con preferencia, se utiliza un material que tenga una finura de filtración de 5 μm a 250 μm, por ejemplo, de 30 μm a 120 p y/o un tamaño de poro de 0,1 mm a 3 mm, por ejemplo, de 0,2 mm a 1,5 mm. Por tamaño de poro se entiende el diámetro (máximo) de los poros. Por finura del filtro se entiende la anchura (mínima) de las aberturas (de paso) entre los poros de la estructura de poros abiertos.

A continuación, la invención se explica con mayor detalle a la vista de un dibujo que representa un único ejemplo de realización. Se muestra en la:

Figura 1 una prensa de membrana no conforme a la invención en una ilustración muy simplificada;

Figura 2 el objeto no conforme a la invención de la figura 1 en otra posición funcional;

Figura 3 una forma de realización de la prensa según la figura 1;

Figura 4 la prensa según la figura 3 en otra posición funcional;

Figura 5 un proceso de formación de una lámina orgánica multicapa en una primera realización;

Figura 6 un proceso de conformado de una lámina orgánica de varias capas en una segunda forma de realización;

Figura 7 una prensa según la invención con un bastidor en C en una vista en perspectiva;

Figura 8 el objeto según la figura 7 en una vista frontal y

Figura 9 el objeto según la figura 7 en una vista lateral.

En las figuras se muestra una prensa de membrana 1 para fabricar un componente a partir de un material compuesto de fibras. En dicha prensa de membrana, se fabrica un componente de un material compuesto de fibras mediante la transformación de un producto semiacabado termoplástico, por ejemplo, una lámina orgánica 2. En el ejemplo de realización, la prensa de membrana 1 presenta una parte inferior de prensa 3 diseñada como una mesa de prensado en la que se dispone un molde 4 como molde negativo del componente que se va a producir. Además, la prensa 1 presenta una parte superior de prensa 5, provista de una caja de presión 6 en forma de caperuza que puede cerrarse herméticamente con respecto a la parte inferior de prensa 3. Para ello, la superficie frontal inferior 7 de la caja de presión 6, que puede colocarse sobre la mesa de la prensa, está dotada de una junta perimetral 8. Un cilindro de prensado 9 actúa sobre la parte superior de la prensa 5, estando en el ejemplo de realización el émbolo 10 del cilindro de prensado 9 conectado a la caja de presión 6, de modo que la caja de presión 6 sea presionada con el cilindro 9 o su émbolo 10 contra la parte inferior de la prensa 3. Por otra parte, en la prensa de membrana 1 está presenta una membrana elásticamente extensible 11, que se puede estirar sobre el molde 4. Además, está provista de una bomba de vacío 12, que en el ejemplo de realización está conectada a la parte inferior de la prensa 3. Opcionalmente, se prevé una bomba de sobrepresión 13, que en el ejemplo de realización está conectada a la parte superior de la prensa 5 o a la caja de presión 6.

Para la transformación de una lámina orgánica 2, ésta se coloca en el molde 4 y la membrana 11 se estira y pretensa sobre el molde 4 con la lámina orgánica 2 interpuesta.

La lámina orgánica se transforma para la creación del componente aplicando un vacío a la membrana 11 por el lado orientado hacia el molde 4 a través de la bomba de vacío 12 y, en su caso, aplicando una sobrepresión por el lado opuesto al molde 4 a través de la bomba de sobrepresión 13, de manera que la lámina orgánica 2 se moldee sobre el molde 4 formando el componente.

Se prevé que la lámina orgánica 2 se caliente antes de colocarla en la prensa 1. Además, se prevé preferiblemente que el molde 4 o al menos su superficie orientada hacia la lámina orgánica 2 se caliente antes y/o durante el conformado. Por último, es conveniente que se caliente el medio de presión con el que la membrana se somete a sobrepresión. A este respecto se indica en las figuras un dispositivo de calentamiento 14.

Los dispositivos de calentamiento para calentar la lámina orgánica y para calentar el molde no están representados. La figura 1 muestra una forma de realización, no conforme a la invención, de una prensa de membrana de este tipo, en la que la membrana 11 está fijada a la parte inferior de la prensa 3 y estirada sobre el molde 4. La figura 1 muestra la prensa después de colocar la lámina orgánica 2 sobre el molde 4 y de estirar la membrana 11 sobre el molde 4 con interposición de la lámina orgánica 2. Además, la parte superior de la prensa 5 ha sido bajada y sellada sobre la parte inferior de la prensa 3 después de que la lámina orgánica 2 haya sido colocada y la membrana 11 haya sido estirada. El vacío se puede generar con la bomba de vacío 12 antes y/o después de bajar la parte superior de la prensa. Una vez que la parte superior de la prensa 5 se haya bajado y sellado frente a la parte inferior de la prensa 3, el interior de la caja de presión 6 se presuriza con la sobrepresión. Se puede prever que la presión generada por el cilindro 9, con el que se mantiene cerrada la prensa de membrana cuando aumenta la presión interior, suba sucesivamente con el aumento de la presión interior y se ajuste en consecuencia. La figura 2 muestra la prensa no conforme a la invención después de la acumulación de la sobrepresión y de la presión negativa con la lámina orgánica transformada 2. Las figuras 3 y 4 muestran una prensa de membrana según la invención, en la que la membrana no está fijada a la parte inferior de la prensa 3, sino a la parte superior de la prensa 5, concretamente a su caja de presión 6 y está pretensada elásticamente (figura 3). Una vez colocada la lámina orgánica 2 en el molde 4, se baja la caja de presión 6 y la membrana se estira sobre el molde con la lámina orgánica interpuesta 2 (figura 4). Una vez cerrada la prensa, la presión negativa por un lado y la presión positiva por otro se acumulan y así se transforma la lámina orgánica 2 y se crea el componente.

La lámina orgánica 2 puede constar de varias capas de lámina orgánica 2a, que se juntan formando la lámina orgánica 2 y se transforman en la prensa. En este proceso, las capas 2a se pueden ajustar entre sí en su geometría de manera que las distintas capas 2a se desplacen las unas con respecto a las otras en el transcurso del proceso de conformado, cambiando al mismo tiempo la geometría de los bordes del componente. Esta opción se muestra en las figuras 5 y 6. Según la figura 5, las distintas capas 2a se juntan para formar una lámina orgánica 2 con bordes rectos. En el transcurso del conformado, las distintas capas se desplazan entre sí, de modo que se produzca un componente con bordes biselados.

Por el contrario, la figura 6 muestra una forma de realización en la que las distintas capas 2a de la lámina orgánica 2 no están a la misma altura, sino que forman bordes inclinados, con lo que se produce un componente con bordes rectos sin inclinaciones en el transcurso del conformado.

La invención se explicará en particular con referencia a las figuras 7 a 9. Estas figuras muestran que el bastidor de la prensa 15 está diseñado como un bastidor en C y que presenta un brazo en C superior 16, un brazo en C inferior 17 y una base vertical en C 18 que conecta los brazos horizontales 16, 17 entre sí. El bastidor de prensa 15 se ensambla en una construcción de bastidor a partir de una pluralidad de bastidores de prensa 19, teniendo cada uno de estos bastidores de prensa 19 también la forma de una C. Cada bastidor de prensa 19 está formado por una o varias placas de bastidor (de una sola pieza). Los distintos bastidores de prensa 19 se disponen uno detrás de otro en dirección longitudinal L y se sujetan entre sí mediante elementos de sujeción, por ejemplo, barras de sujeción 20.

Las figuras 7 a 9 muestran una forma de realización de dicha prensa de membrana como prensa de pistón superior. La parte superior de la prensa 5 se ha configurado, por consiguiente, a modo de larguero de rodadura en el que se fija la caja de presión 6. La parte inferior de la prensa 3 está diseñada como una mesa de prensado, de modo que esta mesa de prensado 3 abarque el brazo en C inferior 16 o su bastidor de prensa. Se prevé una pluralidad de cilindros de compresión 9, fijados y apoyados en el brazo en C superior 16 y que actúan sobre el larguero de rodadura móvil 5 mediante, por ejemplo, los pistones 10 de los cilindros de compresión 9 conectados a la parte superior de prensa 5 y, en consecuencia, al larguero de rodadura.

En la variante de realización ilustrada, los cilindros de compresión 9 están dispuestos en una matriz o rejilla de varias filas, previéndose en el ejemplo de realización tres filas que se extienden respectivamente a través de toda la longitud de la prensa. A cada bastidor de prensa 19 se le asignan varios cilindros de compresión 9, por ejemplo, tres cilindros de compresión. En el ejemplo de realización, en cada bastidor de prensa 19 se apoyan tres cilindros de compresión 9. En las figuras se puede apreciar que, además de los cilindros de compresión 9, se pueden prever cilindros de retracción 21.

Por consiguiente, en principio los cilindros de compresión 9 se pueden diseñar básicamente como cilindros de simple efecto con los que se aplican las fuerzas de prensado. A continuación, los cilindros de compresión pueden retraerse a través de los cilindros de retracción 21, con lo que se puede abrir la prensa. Sin embargo, opcionalmente, los cilindros de compresión 9 también pueden diseñarse como cilindros de doble efecto, en cuyo caso puede prescindirse de los cilindros de retracción. Sin embargo, incluso cuando se utilizan cilindros de doble efecto puede ser conveniente usar cilindros de retracción.

En la forma de realización mostrada en la figura 9, la membrana 11 no representada, está sujeta en la caja de presión 6. El larguero de rodadura 5 se puede calentar y la mesa de prensado 3 también se puede calentar. Además, la caja de presión 6 y también la placa de base son calentables, por lo que, en la forma de realización ilustrada, la placa de base forma la herramienta y, en consecuencia, el molde 4. Sin embargo, en principio, también está dentro del alcance de la invención que el molde o la herramienta se dispongan sobre una placa base de este tipo.

Las figuras se han descrito con referencia al uso preferido de láminas orgánicas o capas de láminas orgánicas. Sin embargo, de la manera descrita también se pueden procesar otros productos semiacabados termoplásticos (de fibras) y, en particular, productos semiacabados consistentes en una pluralidad de distintas capas, que se introducen de forma suelta (no consolidada) en la prensa.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Prensa para la fabricación de un componente a partir de un material compuesto de fibras, diseñada como prensa de membrana, con

- un bastidor de prensa,

- una parte inferior de la prensa (3) sobre la que se dispone un molde (4),

- una parte superior de la prensa (5) con una caja de presión (6) que puede cerrarse herméticamente con respecto a la parte inferior de la prensa (3)

- uno o varios cilindros de compresión (9) que se apoyan en el bastidor de la prensa y que actúan sobre la parte superior de la prensa (5) y/o la parte inferior de la prensa (3),

- una membrana (11) que se puede sujetar sobre o contra el molde (4),

- una bomba de vacío (12) con la que se puede generar una presión negativa por un lado de la membrana (11), caracterizada por que el bastidor de prensa (15) se ha configurado como un bastidor en C con un brazo en C horizontal superior (16), un brazo en C horizontal inferior (17) y una base en C vertical (18), y por que la membrana (11) se fija en la parte superior de la prensa (5) de forma elásticamente pretensada.

2. Prensa según la reivindicación 1, caracterizada por que el bastidor en C (15) de construcción en forma de marco consta de varios bastidores de prensa (19) dispuestos uno detrás de otro, configurados respectivamente en forma de C y conectados entre sí.

3. Prensa según la reivindicación 2, caracterizada por que los bastidores de prensa (19) se sujetan entre sí mediante elementos de sujeción.

4. Prensa según una de las reivindicaciones 1 a 3, en la forma de realización como prensa de émbolo superior, caracterizada por que los cilindros de compresión (9) se apoyan en el brazo en C superior (16) y actúan sobre la parte superior móvil de la prensa (5) como larguero de rodadura y por que la parte inferior de la prensa (3) se dispone a modo de mesa de prensado fija sobre el brazo en C inferior (17).

5. Prensa según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la parte inferior de la prensa (3) y/o la parte superior de la prensa (5) se pueden calentar.

6. Prensa según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que el molde (4) o una placa base que comprende el molde o que forma el molde se puede calentar.

7. Prensa según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la caja de presión (6) es calentable.

8. Prensa según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que la membrana (11) es de silicona.