ES2953533T3

ES2953533T3 - Estructura de rejilla compuesta

Info

Publication number: ES2953533T3
Application number: ES16815679T
Authority: ES
Inventors: Leonid Pavlov; Kloeze Ivar Te; Bart Jozef Robbert Smeets; Sahak Menzo Simonian
Original assignee: Atg Ip BV
Current assignee: Atg Ip BV
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2023-11-14
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: WO2017099585A1; EP3386743A1; NL2015927B1; HK1254359A1; US11465371B2; US20180272645A1; EP3386743C0; EP3386743B1; CN108430756A

Abstract

Estructura de rejilla, tal como una estructura de celosía o de rejilla reforzada y un proceso de fabricación de dicha estructura de rejilla. El material de fibra se coloca sobre una herramienta base para formar nervaduras que se cruzan y definen una rejilla con una pluralidad de cavidades. En el mismo paso se coloca material de fibra para formar uno o más; subestructuras locales. Se colocan bloques en las posiciones de las cavidades. El material fibroso de las costillas y. Las subestructuras locales se impregnan con una resina. Opcionalmente, se colocan una o más capas de material de fibra sobre la herramienta base y/o sobre las nervaduras y los bloques para formar una piel exterior. Las nervaduras, la subestructura local y opcionalmente la piel exterior se consolidaron conjuntamente para formar la estructura de rejilla. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura de rejilla compuesta

La invención se refiere a una estructura de rejilla compuesta y a un proceso para fabricar tal estructura de rejilla compuesta. Tales estructuras de rejilla compuesta típicamente comprenden un patrón de rejilla o retícula de nervaduras que se cruzan, hechas de un material compuesto reforzado con fibra. Opcionalmente, tales estructuras pueden ser estructuras compuestas reforzadas con rejilla que comprenden un revestimiento o armazón. En algunos casos, un segundo armazón o revestimiento puede estar presente en la parte superior de las nervaduras opuestas al primer revestimiento. Otras estructuras de rejilla son estructuras de retícula sin un revestimiento. En los documentos US 2006/0172121 y US 2014/0170372 se describen ejemplos de estructuras compuestas reforzadas con rejilla. Las nervaduras de tal estructura de rejilla pueden, por ejemplo, discurrir paralelas en dos o más direcciones formando un patrón repetido de cavidades rectangulares, triangulares, rómbicas o poligonales. Tales estructuras de rejilla combinan un peso ligero con una alta capacidad de soporte de carga y se usan, por ejemplo, en tecnología espacial.

Las estructuras de rejilla se pueden fabricar, por ejemplo, usando bloques de expansión. En tal proceso, se colocan sobre una herramienta de base estopas impregnadas previamente para formar nervaduras que se cruzan. Entonces los bloques de expansión se colocan en las cavidades entre las nervaduras. Los bloques de expansión normalmente son de un material expandible por calor, tal como caucho de silicona o PTFE. Los bloques pueden ser bloques separados o pueden ser integrales con una capa base continua que lleva los bloques. Opcionalmente, el material impregnado previamente para formar un revestimiento se deposita encima de los bloques de expansión. Después de colocar los bloques de expansión, el conjunto se pone en una bolsa de vacío y se coloca en un autoclave u horno. Durante el proceso de curado, los bloques de expansión se expanden y ejercen una fuerza de presión sobre las nervaduras respectivas. La presión ejercida por los bloques de expansión conforma y compacta las nervaduras. Después del curado, se permite que los bloques de expansión se enfríen y encojan y se retiran.

Los procesos alternativos de fabricación de estructuras de rejilla incluyen procesos de infusión de fibras secas y procesos de bobinado de filamentos. En ambos casos, primero se colocan los bloques, luego las estopas que forman las nervaduras se tienden en surcos entre los bloques. Con la infusión de fibras secas, el conjunto se infunde luego con una resina y se cura. Con el bobinado de filamentos, las estopas se humedecen antes de colocarlas en los surcos.

Aunque las estructuras de rejilla proporcionan una excelente rigidez y resistencia general, las estructuras de rejilla no son adecuadas para la conexión con otras estructuras o para la introducción de carga local, dado que cualquier modificación requerida para tales conexiones o la introducción de carga requeriría que se añada material adicional a través de un proceso de fabricación posterior, o perturbaría la rejilla y disminuiría la capacidad de soporte de carga y las propiedades mecánicas de la estructura.

Es un objetivo de la invención proporcionar una estructura de rejilla que permita usos más complejos, por ejemplo, de manera que se pueda conectar a una o más estructuras sin comprometer la capacidad de soporte de carga y la capacidad de fabricación de la estructura.

El objetivo de la invención se logra con un proceso de fabricación de una estructura de rejilla, como se define por la reivindicación 1, y la estructura de rejilla fabricada, como se define por la reivindicación 11. Se definen realizaciones adicionales en las reivindicaciones dependientes. En el proceso, el material de fibra, tal como fibras secas o estopas impregnadas previamente, se tiende sobre una herramienta de base para formar nervaduras que se cruza que definen una rejilla con una pluralidad de cavidades, mientras que en el mismo paso el material de fibra, tal como fibras secas o capas impregnadas previamente, se tienden para formar una o más subestructuras locales, por lo que las partes del material de fibra que forman las nervaduras se entrelazan con los extremos del material de fibra que forma las subestructuras locales. En un paso anterior o posterior se colocan bloques en las posiciones de las cavidades. En un paso anterior o posterior, el material de fibra de las nervaduras y las subestructuras locales se impregna con una resina. Opcionalmente, se colocan una o más capas de material de fibra sobre la herramienta de base y/o sobre las nervaduras y los bloques para formar un revestimiento exterior. Las nervaduras, la subestructura local y, opcionalmente el revestimiento exterior, se consolidan conjuntamente, por ejemplo, mediante curado, para formar la estructura de rejilla.

Se ha descubierto que la consolidación o curado conjunto de las subestructuras locales con el resto de la estructura hace posible fabricar estructuras de rejilla que permiten una introducción de carga optimizada y que se pueden conectar a otras estructuras. Además, el proceso es rentable y no requiere mucho tiempo, dado que la estructura se construye en una única fase de tendido y se consolida en un único paso. Esto elimina la necesidad de operaciones posteriores de tendido o curado.

A este respecto, las subestructuras locales son estructuras que no forman parte del patrón de la rejilla ni del revestimiento, diseñadas para permitir la introducción local de una carga externa y/o para reforzar localmente las nervaduras y/o el revestimiento. Las subestructuras locales pueden incluir, por ejemplo, estructuras de refuerzo, tales como parches en el revestimiento, por ejemplo, alrededor de una abertura o recorte, o pueden incluir estructuras de introducción de carga que se conectan a una o más nervaduras adyacentes o a una estructura de introducción de carga en el borde de la estructura adaptado para acoplar la estructura a una estructura adicional. Las nervaduras y las subestructuras están hechas de múltiples chapas o capas de material compuesto reforzado con fibras. El material de fibra usado para las nervaduras es típicamente estopas longitudinales de material de fibra unidireccional. Una chapa o capa puede comprender una o más estopas. El material de fibra usado para las subestructuras puede ser cualquier tipo de material de fibra adecuado, tal como capas compuestas tejidas, láminas unidireccionales o pilas de capas cosidas, o cualquier otro tipo adecuado. También se pueden usar combinaciones de diferentes materiales de fibra.

El material de fibra puede comprender, por ejemplo, fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de módulo alto, fibras de módulo ultra alto o mezclas de las mismas. El material de fibra puede ser un material de fibras secas, un material impregnado previamente, impregnado con una resina termoplástica o curable o un material humedecido con resina. Las resinas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, resinas epoxi, de éster de cianato, de poliéster o de bismaleimida, o resinas termoplásticas, tales como PEI o PEEK.

El revestimiento también está hecho de un material de fibra, tal como una o más capas de un tejido y/o capas orientadas de manera diferente de material unidireccional impregnado, que puede ser un material impregnado previamente impregnado. La resina del revestimiento típicamente es del mismo tipo de resina que la resina de las nervaduras y de las subestructuras locales.

En general se logra una muy buena transferencia de carga si los extremos de las estopas que forman las nervaduras se entrelazan con las capas que forman las subestructuras locales. La cantidad de superposición entre las capas de las nervaduras y las capas de las subestructuras locales se puede personalizar para cada aplicación y caso de carga específicos. En la práctica, la superposición puede ser, por ejemplo, de al menos 1 mm, por ejemplo, de al menos 3 mm.

En una realización particular, la subestructura local comprende un borde de laminado con una sección de grosor que aumenta gradualmente hacia una fila de extremos terminales de las nervaduras que se cruzan. Tal sección de borde de laminado se puede usar eficazmente para optimizar la introducción de carga, por ejemplo, donde la estructura se une a una parte de soporte de carga adicional. Los extremos terminales de las nervaduras pueden estar, por ejemplo, a una distancia de un borde exterior de la estructura de rejilla, el borde exterior que se forma extendiendo las capas de la sección de borde de laminado. Si está presente un revestimiento, la sección de grosor que aumenta gradualmente puede formar luego una transición gradual desde el revestimiento exterior hasta el borde de laminado exterior. La tasa de estrechamiento o de acumulación y/o el grosor de la sección de borde de laminado se pueden optimizar para patrones de distribución de carga específicos. En la práctica, una tasa de acumulación adecuada sería, por ejemplo, de 2 - 20, es decir, para 1 mm de grosor con cada 4 - 20 mm de longitud.

Para evitar concentraciones de tensión en la transición entre las nervaduras y la sección de borde de laminado, las nervaduras que se cruzan pueden estar dotadas con extremos cerca de la sección de borde de laminado que están nivelados con la sección de borde de laminado.

Las estopas de las nervaduras que se cruzan terminan en la sección de borde de laminado. Como resultado, el posicionamiento y la orientación de las capas de la sección de borde de laminado es independiente del patrón de rejilla y se puede optimizar para su aplicación específica y patrón de transferencia de carga. Por ejemplo, al menos una parte de las capas de la nervadura se superpone con los extremos de capa de la sección de borde de laminado y forma una pila inclinada de extremos de capas entrelazados. En una realización específica de la pila inclinada, las partes superpuestas de las capas de la nervadura caen gradualmente, de manera que los extremos de las capas más altas se extiendan más allá de los extremos de las capas inferiores, mientras que los extremos de las capas superpuestas de la sección de borde de laminado se acumulan gradualmente, de manera que los extremos de las capas inferiores se extiendan más allá de los extremos de las capas más altas. El ángulo de inclinación de la pila de extremos de capas entrelazadas con relación a la superficie de la sección de borde de laminado puede ser cualquier ángulo adecuado entre 0 y 90 grados, en la práctica será como máximo de alrededor de 70 grados, por ejemplo, como máximo de alrededor de 45 grados, por ejemplo, como máximo de alrededor de 30 grados, por ejemplo, como máximo de 20 grados, por ejemplo, como máximo de 15 grados.

Bajar la altura de las nervaduras al nivel de la sección de borde de laminado se puede hacer bajando las capas, por ejemplo, con los extremos de capa de las capas más altas que se superponen a los extremos de capa de las capas inferiores. La bajada de las capas de la nervadura y su posicionamiento es independiente de la acumulación de la sección de borde de laminado y, por lo tanto, se puede hacer antes de alcanzar la región de la sección de borde de laminado y/o en una sección de acumulación de la sección de laminado. La tasa de bajada de las capas de la nervadura y, por lo tanto, la tasa de acumulación de la nervadura puede ser lineal o no lineal. Las tasas de disminución prácticas estarían, por ejemplo, dentro del rango de 20 a 2, es decir, 0,2 - 2,5 mm de reducción de altura de nervadura por cada 5 mm de longitud de nervadura. También se pueden usar otras tasas de disminución, sometidas a consideraciones de ingeniería.

La sección de borde de laminado se puede usar, por ejemplo, para una conexión adhesiva con una parte adicional. Alternativamente, o además, se pueden proporcionar aberturas y/o rebajes en la sección de borde de laminado después del curado, por ejemplo, perpendiculares a la sección de borde de laminado y/o dentro del plano de la sección de borde de laminado. Estas aberturas se pueden usar con medios de sujeción mecánicos, tales como pernos.

Durante el curado, la presión de compactación se ejerce sobre la sección de borde de laminado, por ejemplo, mediante la herramienta de base o el mandril y/o mediante una herramienta de inserción. Tal herramienta de inserción puede estar hecha, por ejemplo, de un metal, un material compuesto, un material cerámico, una sal u otro material a base de minerales, o de un material expandible, tal como caucho de silicona. Un material de herramientas duro, tal como un metal, mejoraría la calidad de la superficie de la estructura resultante. También se puede usar una herramienta híbrida de un material expandible con una capa superior de metal fina que alisa la superficie de la herramienta.

La estructura de rejilla también puede comprender un parche, tal como un parche de engrosamiento de revestimiento adyacente a un recorte en el revestimiento, por ejemplo, que rodea tal recorte, o en cualquier otra parte de la estructura de rejilla. Tal parche puede comprender, por ejemplo, una o más chapas impregnadas previamente. Los parches se pueden curar conjuntamente junto con el resto de la estructura en un proceso de un solo paso.

El parche o parches se pueden aplicar, por ejemplo, en el lado de la nervadura del revestimiento y/o en el lado opuesto del revestimiento. En el último caso, se puede usar una placa de herramienta, tal como una herramienta de base o una placa de descarga de presión, con un rebaje personalizado para acomodar material para uno o más parches de engrosamiento de revestimiento. Por ejemplo, el impregnado previo del revestimiento, incluyendo el parche, se puede tender directamente sobre la placa de herramienta, con el parche en el rebaje. Alternativamente, el parche se coloca sobre la placa de herramienta y, posteriormente, la placa de herramienta se posiciona cuidadosamente sobre la estructura sin curar de tal forma que el parche esté exactamente dentro del rebaje coincidente.

Las subestructuras locales también pueden comprender una subestructura de interconexión de nervadura local. Por ejemplo, puede comprender una estructura de interconexión de nervadura que puentea dos nervaduras adyacentes. Por ejemplo, las capas de impregnado previo se tienden sobre la herramienta de base para formar tal estructura de interconexión de nervadura. Una o más de las capas de impregnado previo que forman la estructura de interconexión de nervadura se pueden entrelazar con las estopas impregnadas previamente que forman las nervaduras adyacentes. Tal estructura de interconexión de nervadura de puede estar construida de capas que se extienden hacia las nervaduras alternadas con capas que no se extienden hacia las nervaduras. La fracción de capas que se extienden hacia la nervadura es variable y depende del diseño con el fin de producir una estructura de interconexión de nervadura con un grosor deseado con una transferencia de carga óptima hacia las nervaduras. Las capas de la estructura de interconexión de nervadura, por ejemplo, pueden extenderse hacia las nervaduras durante una distancia que puede ser, por ejemplo, igual a al menos la mitad de la anchura de la nervadura o menor que la mitad de la anchura de la nervadura.

Las subestructuras de interconexión de nervadura local se pueden usar, por ejemplo, para conectar la estructura a otra estructura, por ejemplo, mediante unión adhesiva y/o mediante sujeción mecánica. Las subestructuras de interconexión de nervadura locales, por ejemplo, pueden estar dotadas con una o más aberturas o rebajes, por ejemplo, para uso con medios de sujeción mecánica. Colocando tales aberturas en una subestructura de interconexión de nervadura local, el material de fibra en las nervaduras y en los nodos permanece sin interrupciones.

0pcionalmente, tales aberturas se pueden reforzar mediante un casquillo o inserto unido, dotado opcionalmente con una rosca macho o hembra. 0pcionalmente, tal abertura se extiende solamente a través de una parte del grosor de la subestructura de interconexión de nervadura local.

La estructura de interconexión de nervadura puede tener cualquier forma, tamaño o grosor adecuados. El grosor puede variar, por ejemplo, gradualmente o de manera escalonada. La estructura de interconexión de nervadura puede llenar la cavidad completa entre las nervaduras adyacentes, o solamente una parte de ella, o puede extenderse más allá de la altura de la nervadura en cualquiera de los lados. Opcionalmente, se pueden proporcionar múltiples orificios de unión en una única subestructura local. Opcionalmente, se pueden colocar dos o más subestructuras locales en una única cavidad.

La estructura de rejilla puede ser, por ejemplo, un panel plano o un cuerpo de revolución, tal como un cilindro o un cono, o una sección de tal cuerpo, con un revestimiento exterior y/o un revestimiento interior o sin un revestimiento.

0pcionalmente, el proceso descrito se puede llevar a cabo tendiendo primero el revestimiento sobre la herramienta de base y construyendo posteriormente las nervaduras sobre el revestimiento. Alternativamente, se puede hacer al revés: primero colocando las nervaduras y los bloques de expansión y luego tendiendo el revestimiento en la parte superior de ello. Esta última opción es particularmente adecuada para producir cuerpos de revolución.

La invención también se refiere a una estructura de rejilla, como se define en la reivindicación 11, de un material compuesto estratificado que comprende una rejilla de nervaduras y que comprende una o más estructuras de introducción de carga entre al menos algunas de las nervaduras, la estructura de introducción de carga que tiene una o más capas con extremos de capa que se extienden entre capas de una o más nervaduras adyacentes. Como se ha expuesto anteriormente, la estructura de introducción de carga puede incluir, por ejemplo, una sección de borde de laminado con un grosor que aumenta gradualmente hacia una fila de extremos terminales de las nervaduras que se cruzan. En una realización específica, las capas que construyen las nervaduras que se cruzan se construyen gradualmente en la dirección de la sección de borde de laminado, por ejemplo, de tal forma que los extremos terminales de las nervaduras que se cruzan se nivelan con la sección de borde de laminado.

Por ejemplo, al menos una parte de las capas de la nervadura se superponen a los extremos de capa de la sección de borde de laminado y forman una pila inclinada de extremos de capa entrelazados. En una realización específica, las partes superpuestas de las capas de la nervadura disminuyen gradualmente, mientras que las partes superpuestas de las capas de la sección de borde de laminado se acumulan gradualmente.

Otras estructuras de introducción de carga pueden incluir al menos una estructura en una cavidad bordeada por nervaduras que se cruzan, dicha estructura que interconecta al menos una de las nervaduras que se cruzan, como se ha descrito anteriormente.

La invención se explica además con referencia a los dibujos que se acompañan, que muestran realizaciones ejemplares.

Figura 1: muestra una realización ejemplar de una estructura compuesta reforzada con rejilla;

Figura 2: muestra una realización ejemplar de una estructura de retícula;

Figura 3: muestra esquemáticamente un proceso para fabricar la estructura de la Figura 1;

Figura 4A: muestra en detalle un extremo de nervadura y una sección de borde de laminado de la estructura de la Figura 1;

Figura 4B: muestra la acumulación de capas en la sección transversal del plano medio de la sección mostrada en la Figura 4A;

Figura 4C: muestra una tercera realización ejemplar;

Figura 4D: muestra una cuarta realización ejemplar;

Figura 5A: muestra en vista frontal una subestructura local de una quinta realización; esta realización no es parte de la invención;

Figura 5B: muestra la estructura de la Figura 5A en vista trasera en perspectiva;

Figura 6: muestra una subestructura local de una sexta realización;

Figura 7: muestra una sección transversal esquemática de la estructura de la Figura 6;

Figura 8: muestra una sección transversal similar a la de la Figura 7 de una realización diferente.

La Figura 1 muestra una realización ejemplar de una estructura compuesta reforzada con rejilla 1 con una subestructura local 2. La estructura 1 comprende un armazón o revestimiento 3 reforzado por una rejilla 4 de nervaduras 6, 7, 8 que se cruzan separadas regularmente que discurren en tres direcciones. Las nervaduras 6, 7, 8 se cruzan en los nodos 9 y forman un patrón repetido de cavidades triangulares 12. Se pueden diseñar realizaciones alternativas con cualquier otro patrón de rejilla adecuado, incluyendo, pero no limitado a, patrones de aniso rejilla. En esta realización ejemplar de la Figura 1, la subestructura local 2 es una sección de laminado 13 con un grosor que aumenta gradualmente hacia una fila de extremos terminales 14 de las nervaduras 7, 8.

En los extremos terminales 14 de las nervaduras 7, 8, la altura de las nervaduras se ha nivelado con la sección de laminado 13. Aquí, la sección de grosor que aumenta gradualmente continúa como un borde de laminado 16 de grosor sustancialmente uniforme. La subestructura local 2 forma un borde de introducción de carga dotado con aberturas 17 para medios de sujeción mecánicos (no mostrados). Debido al engrosamiento gradual de la sección de laminado 13, las cargas ejercidas a través de los medios de sujeción se distribuyen sobre la estructura de rejilla, mientras que se minimizan los picos y concentraciones de tensión. Alternativamente, el borde de introducción de carga 16 se puede usar para la unión a través de una unión adhesiva, en cuyo caso las aberturas 17 ya no se requerirían. El borde 16 y la sección 13 guían gradualmente cualquier carga de flexión, tracción, cizallamiento y compresión hacia la estructura de rejilla.

La Figura 2 muestra una realización alternativa de una estructura reforzada de rejilla 10, que es idéntica a la estructura 1 de la Figura 1, excepto que la estructura 10 es una retícula sin un revestimiento 3.

La Figura 3 muestra esquemáticamente cómo se puede fabricar la estructura 1 de la Figura 1 por medio de un proceso de curado de una sola pasada. Primero, se prepara una base 21 aplicando una película de liberación o un agente de liberación sobre su superficie. En un siguiente paso, se tienden estopas de material impregnado previamente sin curar unas encima de otras para formar las nervaduras 6, 7, 8 que se cruzan en el patrón de rejilla deseado. También las estopas que forman las subestructuras locales 13, 16 (no mostradas en la Figura 3) se tienden con los extremos que se entrelazan con las estopas que forman las nervaduras 6, 7 que se cruzan, como se explicará de aquí en adelante. Debido a la adherencia de las estopas, las estopas permanecen unidas unas encima de otras.

En un siguiente paso, los bloques de expansión 23 se colocan en las cavidades 12 entre las nervaduras 6, 7, 8. Luego, se coloca un revestimiento 25 que cubre la rejilla 4 y los bloques de expansión 23.

Para asegurar la estabilidad dimensional de la estructura 1 durante el curado, se construye un marco rígido 27 en los bordes de la rejilla 4 para mantener las nervaduras 6, 7, 8 rectas, si la estructura compuesta de rejilla 1 es un panel u otra estructura no cilíndrica.

Luego, se pone una placa de descarga de presión 28 en la parte superior del revestimiento 25 y se coloca un tejido transpirable 29 sobre el conjunto. En un siguiente paso, el conjunto resultante se pone dentro de una bolsa de vacío 31 y se posiciona en un autoclave u horno (no mostrado).

Durante el curado, los bloques de expansión 23 se expanden y compactan las nervaduras 6, 7, 8 para definir la forma y dimensiones finales de las nervaduras 6, 7, 8. Durante la compactación, la altura de las nervaduras aumenta y las nervaduras llegan a ser lo suficientemente altas como para curarse conjuntamente con el revestimiento. El revestimiento 25, las nervaduras 6, 7, 8 y las subestructuras locales 13, 16 se curan conjuntamente para formar una cohesión duradera entre la estructura de refuerzo local 13, 16, el revestimiento 25 y la rejilla 4. Después del curado, los bloques de expansión 23 se retiran de la estructura 1.

La Figura 4A muestra en detalle una sección donde un extremo terminal de una nervadura 7, 8 se encuentra con la sección de laminado 13. La Figura 4B muestra esquemáticamente una sección transversal a lo largo de un plano medio vertical del detalle mostrado en la Figura 4A. La nervadura 7 está construida con una pila de capas 32. En una primera zona de transición 33, parte de las capas se terminan. En esta zona de transición 33, los extremos de capas terminadas inferiores 32A se terminan a más distancia de la sección de laminado 13 que los siguientes extremos de capas terminadas superiores 32B, nivelando gradualmente la altura de la nervadura 7 con la superficie de la sección de borde de laminado 13. Los extremos de capas terminadas 32A, 32B, 32C, 32D se tienden alternativamente entre las capas que se extienden hacia la sección de borde de laminado 13 para formar una segunda zona de transición 34. Opcionalmente, se pueden terminar múltiples capas en un único punto en una única capa. En la segunda zona de transición 34, las capas 32 de la nervadura 7 disminuyen gradualmente con los extremos de capas superiores 32Z que se extienden más allá de los extremos de capas inferiores 32Y para definir una tasa de disminución lineal u opcionalmente no lineal. Las capas 35 de la sección de borde de laminado 13 se acumulan gradualmente, con los extremos de capas inferiores 35a que se extienden más allá de los extremos de capas superiores 35B con una tasa de acumulación que corresponde a la tasa de disminución de las capas de nervadura 32 en la segunda zona de transición 34. Durante el curado, la zona de transición 34 se comprimirá y llegará a estar nivelada con la superficie de la sección de borde de laminado 13.

Los extremos de capas 32 de la nervadura 7 que se extienden dentro de la segunda zona de transición 34 están entrelazados con los extremos de capas 35 de la sección de laminado 13. Los extremos de capas superpuestos de la nervadura 7 y la sección de borde de laminado 13 en la segunda zona de transición 34 forman una pila inclinada de extremos de capa entrelazados. El ángulo de inclinación a de la pila con relación a la superficie de la sección de borde de laminado puede ser cualquier ángulo adecuado entre 0 y 90 grados, en la práctica será menor que alrededor de 70 grados, por ejemplo, menor que alrededor de 30 grados, por ejemplo, menor que 15 grados.

En las Figuras 4A y 4B, las capas de nervadura 32 comienzan a disminuir antes de entrar en la sección de laminado 13. Esto puede dar como resultado una estructura mostrada en la Figura 4D. Alternativamente, los extremos de capas de la nervadura 7 pueden terminar en una sección donde la sección de laminado ya está completamente acumulada. Un ejemplo de tal estructura se muestra en la Figura 4C.

Las Figuras 5A y 5B muestran una sección de una realización que no es parte de la invención, de una estructura compuesta reforzada de rejilla 40 en una vista frontal (lado del revestimiento; véase la Figura 5A) y una vista trasera (lado de la nervadura; véase la Figura 5B), respectivamente. La estructura reforzada de rejilla 40 tiene un revestimiento 41 y nervaduras que se cruzan 42, 43, 44 que definen un patrón de rejilla regular con cavidades triangulares 45 en un lado de nervadura del revestimiento 41. El patrón de rejilla está interrumpido por un recorte hexagonal central 49 bordeado por nervaduras 42, 43, 44 que se cruzan. En el lado opuesto al lado de nervadura se aplica un parche 51 sobre el revestimiento 41 que puentea las nervaduras en el contorno del recorte 49 con nervaduras adyacentes. El parche 51 está formado por una única capa de material impregnado previamente, o por más capas si así se desea. En la realización mostrada, el parche 51 rodea completamente el recorte 49. En una realización alternativa, el parche puede, por ejemplo, bordear solamente parcialmente un recorte. Se ha descubierto que, en una amplia variedad de casos, tal parche 51 es suficiente para mantener la resistencia al pandeo cercana al mismo nivel que la estructura reforzada de rejilla sin perturbaciones.

Un tipo adicional de subestructura local se muestra en la Figura 6 con una sección de una estructura reforzada de rejilla 55. Tres nervaduras 56, 57, 58 que se cruzan se cruzan en los nodos 61 y definen una cavidad triangular 59. Una cuarta nervadura 63 atraviesa uno de los nodos 61. En este nodo 61, la cavidad 59 está dotada con una subestructura de interconexión de nervadura local 65 que puentea localmente las dos nervaduras 56, 58 que se cruzan. En esta realización ejemplar, la subestructura local 65 es una estructura de introducción de carga dotada con una abertura, por ejemplo, para cooperación con medios de sujeción mecánicos.

La subestructura de interconexión de nervadura local 65 se forma apilando estopas o capas 67, similar a la acumulación de las nervaduras. Las estopas o capas 67 que forman la subestructura local 65 tienen extremos 69 entrelazados con los de las nervaduras 56, 58 adyacentes, como se muestra en la Figura 7 (que muestra solamente una de las dos nervaduras, antes y después de la compactación y el curado). En la subestructura local 65, cada capa 67 que se extiende hacia las nervaduras 58 está entre dos pares de capas 71 que no se extienden hacia las nervaduras 58. La cantidad de capas que se extienden hacia las nervaduras se puede variar sujeta a consideraciones de ingeniería.

En las Figuras 6 y 7, la subestructura local 65 tiene alrededor de la misma altura que las nervaduras 56, 57, 58, 63. Alternativamente, la subestructura local 65 puede tener una altura menor, como se muestra, por ejemplo, en la Figura 8.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Proceso de fabricación de una estructura de rejilla (1) de un material compuesto estratificado que comprende fibras y resina,

en donde, en un paso de tendido, el material de fibra se deposita sobre una herramienta de base para formar nervaduras de intersección (6, 7, 8) que definen una rejilla con una pluralidad de cavidades (12);

en un paso anterior o posterior, los bloques de expansión (23) se colocan en las posiciones de las cavidades; en un paso anterior o posterior, el material de fibra de las nervaduras y de una o más subestructuras locales se impregna con una resina;

opcionalmente, una o más capas de material de fibra se colocan sobre la herramienta de base y/o sobre las nervaduras y los bloques de expansión para formar un revestimiento exterior (3);

caracterizado por que en dicho paso de colocación el material de fibra se deposita para formar una o más subestructuras locales (2);

y por que las nervaduras, las subestructuras locales y, opcionalmente el revestimiento exterior, se consolidan conjuntamente para formar la estructura de rejilla, en donde las partes del material de fibra que forman las nervaduras se entrelazan con los extremos del material de fibra que forma las subestructuras locales (2).

2. Proceso según la reivindicación 1, en donde el material de fibra que forma las nervaduras (6, 7, 8) comprende estopas impregnadas previamente y el material de fibra que forma las subestructuras locales (2) comprende capas impregnadas previamente.

3. Proceso según cualquier reivindicación anterior, en donde al menos una de las una o más subestructuras locales (2) comprende un laminado con una sección (13) con un grosor que aumenta gradualmente hacia una fila de extremos terminales (14) de las nervaduras que se cruzan.

4. Proceso según la reivindicación 3, en donde los extremos terminales (14) de las nervaduras están a una distancia de un borde exterior de la estructura de rejilla, el borde exterior que se forma extendiendo las capas de la sección de laminado (13) que se engrosa gradualmente.

5. El proceso de la reivindicación 4, en donde las nervaduras que se cruzan tienen extremos cerca de la sección de borde de laminado (13) que están nivelados con el borde de laminado exterior.

6. El proceso de la reivindicación 3, 4 o 5, en donde las capas de las nervaduras que se cruzan (6, 7, 8) terminan en la sección de borde de laminado (13).

7. El proceso de la reivindicación 6, en donde las capas de las nervaduras (6, 7, 8) comprenden capas superiores con extremos de capa que se superponen a los extremos de capa de las capas inferiores para reducir gradualmente la altura de las nervaduras.

8. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde después de curar se proporcionan estructuras de conexión, tales como aberturas (17) o rebajes, en el borde de laminado.

9. El proceso según cualquier reivindicación anterior, en donde se ejerce una presión de compactación sobre el borde de laminado durante la consolidación.

10. El proceso según cualquier reivindicación anterior, en donde las estopas o capas se apilan para formar una subestructura local (2), en donde los extremos de al menos algunas de las estopas o capas que forman la subestructura local se entrelazan con las estopas que forman una nervadura adyacente, en donde opcionalmente la subestructura local (65) puentea las nervaduras adyacentes.

11. Estructura de rejilla (1) fabricada mediante un proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las subestructuras locales comprenden una o más estructuras de introducción de carga (65) entre al menos algunas de las nervaduras, la estructura de introducción de carga que tiene una o más capas con extremos de capa que se extienden entre capas de una o más nervaduras adyacentes.

12. Estructura de rejilla según la reivindicación 11, en donde las estructuras de introducción de carga incluyen una sección de borde de laminado (13) con un grosor que aumenta gradualmente hacia una fila de extremos terminales de las nervaduras que se cruzan, en donde, preferiblemente, las capas que forman las nervaduras que se cruzan (6, 7, 8) se construyen gradualmente en la dirección de la sección de borde de laminado, y en donde, más preferiblemente, los extremos terminales de las nervaduras que se cruzan están nivelados con la sección de borde de laminado (13).

13. Estructura de rejilla de cualquiera de las reivindicaciones 11 o 12, en donde al menos una parte de las capas de la nervadura se superponen a los extremos de la capa de la sección de borde de laminado (13), en donde las partes de superposición de las capas de la nervadura disminuyen gradualmente, mientras que las partes superpuestas de las capas de la sección de borde de laminado se acumulan gradualmente, y en donde, preferiblemente, las partes de superposición forman una pila inclinada de extremos de capas entrelazados con un ángulo de inclinación con relación a la superficie de la sección de borde de laminado (13) de, como máximo, alrededor de 70 grados, más preferiblemente, como máximo, alrededor de 30 grados, e incluso más preferiblemente como máximo 15 grados.

14. Estructura de rejilla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 11 - 13, en donde las estructuras de introducción de carga incluyen al menos una estructura (65) en una cavidad bordeada por nervaduras que se cruzan (6, 7, 8), dicha estructura se interconecta con al menos una de las nervaduras que se cruzan.