ES2987012T3

ES2987012T3 - Conformación y curado por inducción de cargas de compuestos termoestables

Info

Publication number: ES2987012T3
Application number: ES18179721T
Authority: ES
Inventors: Marc R Matsen; Timothy J Luchini; Bret A Voss; Christopher J Hottes
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-06-26
Publication date: 2024-11-13
Anticipated expiration: 2038-06-26
Also published as: US11541575B2; US20190091893A1; US20210001515A1; CN109532056A; US10814526B2; JP7253341B2; JP2019073002A; EP3459704B1; EP3459704A1

Abstract

Una primera matriz de mecanizado (112) y una segunda matriz de mecanizado (114) son móviles una con respecto a la otra. La primera matriz de mecanizado y la segunda matriz de mecanizado forman una cavidad de matriz (110). La primera matriz de mecanizado y la segunda matriz de mecanizado comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas (122, 126). Una pluralidad de huecos de aire (124, 128) se definen entre láminas metálicas apiladas adyacentes. Un primer material susceptor inteligente (130) se encuentra dentro de la cavidad de la matriz y está conectado a la primera matriz de mecanizado. El primer material susceptor inteligente tiene una primera temperatura de Curie. Un segundo material susceptor inteligente (132) se encuentra dentro de la cavidad de la matriz y está asociado con la segunda matriz de mecanizado. El segundo material susceptor inteligente tiene una segunda temperatura de Curie inferior a la primera temperatura de Curie. Una membrana flexible (155) se encuentra entre la segunda matriz de mecanizado y el primer material susceptor inteligente. La membrana flexible está configurada para recibir presión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Conformación y curado por inducción de cargas de compuestos termoestables

Información de antecedentes

1. Campo de la invención:

La presente divulgación se refiere en general al utillaje de inducción y, más concretamente, al utillaje de inducción para realizar operaciones de fabricación en cargas de compuestos termoestables. Aún más específicamente, la presente divulgación se refiere a un sistema de inducción configurado tanto para formar como para curar una carga de compuesto termoestable.

2. Antecedentes:

Los materiales compuestos son materiales resistentes y de peso ligero creados mediante la combinación de dos o más componentes funcionales. Por ejemplo, un material compuesto puede incluir fibras de refuerzo unidas en una matriz de resina polimérica. Las fibras pueden ser unidireccionales o adoptar la forma de una tela o tejido. Las fibras y la resina se disponen y se curan para formar un material compuesto.

Los materiales compuestos termoestables son materiales compuestos que tienen una resina que se cura al aplicar al menos una de temperatura o presión, conformando así la estructura compuesta final. Los materiales compuestos termoestables se moldean antes del curado.

En la fabricación de estructuras compuestas, se colocan capas de material compuesto. Las capas pueden estar compuestas de fibras en láminas. Estas láminas pueden adoptar la forma de tejidos, cintas, cabos u otras formas adecuadas. En algunos casos, la resina puede infundirse o preimpregnarse en las láminas. Estos tipos de láminas se denominan comúnmente preimpregnados.

En algunos ejemplos, las estructuras de compuestos termoestables con secciones transversales complejas se forman colocando la sección transversal compleja capa a capa a mano o utilizando un equipo de laminación automatizado, como una máquina laminadora de cinta o un sistema de colocación de fibras. Sin embargo, el tendido de secciones transversales complejas capa a capa puede llevar una cantidad de tiempo no deseable. El tendido de secciones transversales complejas capa a capa puede repercutir en al menos uno de los siguientes factores: la cantidad de tiempo de fabricación de un componente, la cantidad de tiempo de flujo durante el proceso para una herramienta de tendido o la cantidad de tiempo del operario humano.

Las estructuras de compuestos termoestables con secciones transversales complejas pueden crearse mediante la conformación de cargas de compuestos termoestables. Una carga de compuesto termoestable tiene múltiples capas de preimpregnado termoestable colocadas de forma sustancialmente plana. Una carga de compuesto termoestable puede colocarse plana mediante una máquina laminadora de cinta.

Después de colocar una carga de compuesto termoestable, ésta se puede drapear hasta obtener una sección transversal compleja. La conformación por drapeado utiliza una herramienta de conformación que funciona a una temperatura de conformación. Tras la conformación por drapeado, la carga de compuesto termoestable formada se transfiere a una herramienta de curado, como un autoclave. Los pasos separados de conformación y curado pueden repercutir en el tiempo total de fabricación añadiendo procesos de transferencia. Además, los pasos de conformación y curado separados utilizan utillajes de conformación y curado separados.

Por lo tanto, sería deseable disponer de un método y un aparato que tuvieran en cuenta al menos algunas de las cuestiones tratadas anteriormente, así como otras posibles. Por ejemplo, puede ser deseable proporcionar un aparato y un método para conformar termoestables con secciones transversales complejas con al menos una de las siguientes características: tiempo de fabricación reducido, costes de fabricación reducidos o utilidades reducidas. Como otro ejemplo, puede ser deseable proporcionar un aparato tanto para formar como para curar una carga de compuesto termoestable.

Documento US 2017/0036310 A1 divulga un método de conformación de utillaje utilizado para conformar un material. El método incluye el posicionamiento de un primer susceptor fabricado a partir de un primer material susceptor entre un primer y un segundo troqueles. Al menos uno de los troqueles primero y segundo incluye una superficie de conformación que tiene una forma deseada. El método incluye además la colocación de un segundo susceptor fabricado a partir de un segundo material susceptor entre el primer y el segundo troqueles, de forma que el primer susceptor se interponga entre el segundo susceptor y la superficie de conformación. Además, el método incluye la colocación de una primera cámara de aire entre el primer y el segundo troqueles de forma que el segundo susceptor se interponga entre la primera cámara de aire y el primer susceptor. Además, el método incluye inflar la primera cámara de aire para deformar simultáneamente el primer susceptor y el segundo susceptor hasta darles la forma deseada.

El documento US 5407610 A da a conocer un método para moldear una lámina que incluye materiales de resina termoestables reforzados con fibra de vidrio o fibra de carbono, la lámina incluye una película de recubrimiento siempre existente en un lado que no está en contacto con una cara del molde y, cuando la lámina y la película de recubrimiento se moldean a lo largo de una cara del molde y la lámina se cura térmicamente, un aparato para tratar una rotura accidental de la película de recubrimiento está dispuesto en el lado de la lámina que está cubierto por dicha película de recubrimiento.

Breve Descripción de la Invención

Una realización ilustrativa de la presente divulgación proporciona un sistema de inducción configurado para proporcionar un control de temperatura y presión para la conformación y curado de una carga de compuesto termoestable. El sistema de inducción comprende un primer troquel y un segundo troquel, un primer material susceptor inteligente, un segundo material susceptor inteligente y una membrana flexible. El primer troquel y el segundo troquel son móviles entre sí. El primer troquel y el segundo troquel forman una cavidad de troquel. El primer troquel y el segundo troquel están formados por una pluralidad de láminas metálicas. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes se define una pluralidad de entrehierros. El primer material susceptor inteligente está dentro de la cavidad del troquel y conectado al primer troquel. El primer material susceptor inteligente tiene una primera temperatura de Curie. El segundo material susceptor inteligente está dentro de la cavidad del troquel y asociado al segundo troquel. El segundo material susceptor inteligente tiene una segunda temperatura de Curie inferior a la primera temperatura de Curie. La membrana flexible se encuentra entre el segundo troquel y el primer material susceptor inteligente. La membrana flexible está configurada para recibir presión.

Otra realización ilustrativa de la presente divulgación proporciona un sistema de inducción configurado para proporcionar un control de temperatura y presión para la conformación y curado de una carga de compuesto termoestable. El sistema de inducción comprende una herramienta de inducción y una manta de susceptor inteligente conformable colocada dentro de una cavidad de troquel de la herramienta de inducción. La herramienta de inducción comprende un primer troquel y un segundo troquel, un primer conjunto de conductores, una primera superficie de susceptor inteligente y una segunda superficie de susceptor inteligente. El primer troquel y el segundo troquel son móviles entre sí. El primer troquel y el segundo troquel están formados por una pluralidad de láminas metálicas. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes se define una pluralidad de entrehierros. La primera superficie de susceptor inteligente está conectada al primer troquel. La segunda superficie de susceptor inteligente está conectada al segundo troquel.

Otra realización ilustrativa de la presente divulgación proporciona un método. Una carga de compuesto termoestable se coloca dentro de una cavidad de troquel de una herramienta de inducción, en la que la herramienta de inducción comprende un primer troquel y un segundo troquel móviles entre sí, en la que el primer troquel y el segundo troquel forman la cavidad de troquel, el primer troquel y el segundo troquel comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas, una pluralidad de entrehierros definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes. La carga de compuesto termoestable dentro de la cavidad del troquel se calienta a una temperatura de conformación utilizando un segundo material susceptor inteligente dentro de la cavidad del troquel. La carga de compuesto termoestable dentro de la cavidad del troquel se desplaza hacia una primera superficie de susceptor inteligente conectada al primer troquel tras calentar la carga de compuesto termoestable a la temperatura de conformación. Se aplica presión a la carga de compuesto termoestable mediante una membrana flexible para conformar la carga de compuesto termoestable a la primera superficie del susceptor inteligente. La carga de compuesto termoestable se calienta a una temperatura de curado utilizando la primera superficie del susceptor inteligente.

Las características y funciones pueden lograrse de forma independiente en varias realizaciones de la presente divulgación o pueden combinarse en otras realizaciones en las que se pueden ver más detalles con referencia a la siguiente descripción y dibujos.

Breve descripción de los dibujos

Las características novedosas creídas características de las realizaciones ilustrativas se exponen en las reivindicaciones anexas. Sin embargo, las realizaciones ilustrativas, así como un modo preferido de uso, otros objetivos y características de las mismas, se entenderán mejor por referencia a la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa de la presente divulgación cuando se leen junto con los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 es una ilustración de un diagrama de bloques de un entorno de fabricación de acuerdo con una realización ilustrativa;

La figura 2 es una ilustración de una vista isométrica de un entorno de fabricación con un sistema de inducción para formar y curar cargas de compuestos termoestables de acuerdo con una realización ilustrativa;

La figura 3 es una ilustración de una vista en sección transversal de un sistema de inducción para formar y curar cargas de compuestos termoestables de acuerdo con una realización ilustrativa;

La figura 4 es una ilustración de una vista en sección transversal de un sistema de inducción para formar y curar cargas de compuestos termoestables de acuerdo con una realización ilustrativa;

La figura 5 es una ilustración de una vista en sección transversal de un sistema de inducción para formar y curar cargas de compuestos termoestables de acuerdo con una realización ilustrativa;

La figura 6 es una ilustración de un diagrama de presión frente al tiempo para formar y curar una carga de compuesto termoestable en un sistema de inducción de acuerdo con una realización ilustrativa;

La figura 7 es una ilustración de un diagrama de temperatura frente al tiempo para formar y curar una carga de compuesto termoestable en un sistema de inducción de acuerdo con una realización ilustrativa;

La figura 8 es una ilustración de un diagrama de flujo de un proceso de conformación y curado de una carga de compuesto termoestable de acuerdo con una realización ilustrativa;

La Figura 9 es una ilustración de un método de fabricación y servicio en forma de un diagrama de bloques de acuerdo con una realización ilustrativa; y

La figura 10 es una ilustración de una aeronave en forma de diagrama de bloques en el que puede implementarse una realización ilustrativa.

Descripción detallada

Las realizaciones ilustrativas reconocen y tienen en cuenta una o varias consideraciones diferentes. Por ejemplo, las realizaciones ilustrativas reconocen y tienen en cuenta que los sistemas de procesamiento actuales para pequeños componentes termoestables complejos requieren cantidades indeseables de mano de obra para el laminado manual y el curado. Las realizaciones ilustrativas reconocen y tienen en cuenta que las prensas/hornos calentados que funcionan a temperaturas separadas para la conformación y el curado requieren múltiples montajes y ciclos de procesamiento.

Refiriéndonos ahora a las figuras y, en particular, con referencia a la figura 1, se representa un diagrama de bloques de un entorno de fabricación de acuerdo con una realización ilustrativa.

El entorno de fabricación 100 incluye el sistema de inducción 102 para formar y curar la carga de compuesto termoestable 104. El sistema de inducción 102 está configurado para proporcionar un control de la temperatura y la presión para la conformación y el curado de la carga de compuesto termoestable 104.

En un ejemplo ilustrativo, el sistema de inducción 102 comprende la herramienta de inducción 106 y la manta de susceptor inteligente conformable 108 colocada dentro de la cavidad del troquel 110 de la herramienta de inducción 106. La herramienta de inducción 106 consta de un primer troquel 112, un segundo troquel 114, un primer conjunto de conductores 116, una primera superficie de susceptor inteligente 118 y una segunda superficie de susceptor inteligente 120. El primer troquel 112 y el segundo troquel 114 son móviles entre sí. El primer troquel 112 y el segundo troquel 114 comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes se define una pluralidad de entrehierros.

El primer troquel 112 comprende una pluralidad de láminas metálicas apiladas 122. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 122 se definen pluralidad de entrehierros 124.

El segundo troquel 114 comprende una pluralidad de láminas metálicas apiladas 126. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 126 se definen pluralidad de entrehierros 128.

El primer material susceptor inteligente 130 de la primera superficie del susceptor inteligente 118 y de la segunda superficie del susceptor inteligente 120 tiene una temperatura de Curie más alta que el segundo material susceptor inteligente 132 de la manta de susceptor inteligente conformable 108. La primera temperatura de Curie 134 del primer material susceptor inteligente 130 es superior a la segunda temperatura de Curie 136 del segundo material susceptor inteligente 132.

La manta de susceptor inteligente conformable 108 comprende un segundo conjunto de conductores 138 configurados para generar un segundo rango de frecuencias 140. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo rango de frecuencia 140 es de 100 kHz-400 kHz. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo conjunto de conductores 138 está situado para generar un campo magnético que se anula en una distancia corta. En estos ejemplos ilustrativos, el segundo conjunto de conductores 138 que genera el segundo rango de frecuencias 140 no afectará apreciablemente a la primera superficie del susceptor inteligente 118 ni a la segunda superficie del susceptor inteligente 120.

En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo rango de frecuencias 140 y el primer rango de frecuencias 142 del primer conjunto de conductores 116 pueden tener frecuencias sobrepuestas. En estos ejemplos ilustrativos, la segunda temperatura de Curie 136 del segundo material susceptor inteligente 132 protege al segundo material susceptor inteligente 132 del sobrecalentamiento.

En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo rango de frecuencias 140 está separado del primer rango de frecuencias 142 del primer conjunto de conductores 116. La primera gama de frecuencias 142 y la segunda gama de frecuencias 140 pueden estar separadas por un entrehierro. En algunos ejemplos ilustrativos, el primer rango de frecuencia 142 puede ser de 120 Hz-1300 Hz, mientras que el segundo rango de frecuencia 140 es de 100 kHz-400 kHz.

En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo conjunto de conductores 138 está orientado en ángulos diferentes que el primer conjunto de conductores 116. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo conjunto de conductores 138 está orientado 90 grados (ortogonal) con respecto al primer conjunto de conductores 116. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo conjunto de conductores 138 está orientado 90 grados (ortogonal) con respecto al primer conjunto de conductores 116 y se utiliza a una frecuencia diferente. En algunos ejemplos ilustrativos, la diferencia de orientación de un campo magnético del segundo conjunto de conductores 138 y un campo magnético del primer conjunto de conductores 116 permite que el segundo conjunto de conductores 138 se acople bien con el segundo material susceptor inteligente 132, pero deje relativamente solo al primer material susceptor inteligente 130. En algunos ejemplos ilustrativos, la diferencia de orientación de un campo magnético del segundo conjunto de conductores 138 y un campo magnético del primer conjunto de conductores 116 junto con la diferencia de frecuencia entre el primer rango de frecuencia 142 y el segundo rango de frecuencia 140 permite que el segundo conjunto de conductores 138 se acople bien con el segundo material susceptor inteligente 132, pero deje relativamente solo al primer material susceptor inteligente 130.

En estos ejemplos ilustrativos, el sistema de inducción 102 tiene una primera región de presión 144, una segunda región de presión 146 y una tercera región de presión 148. La primera región de presión 144 está formada por la primera superficie del susceptor inteligente 118 y la película de vacío 150. La segunda región de presión 146 está formada por la película de vacío 150 y la manta de susceptor inteligente conformable 108. La tercera región de presión 148 está formada por la manta de susceptor inteligente conformable 108 y la segunda superficie del susceptor inteligente 120.

Cada una de la primera región de presión 144, la segunda región de presión 146 y la tercera región de presión 148 tiene una presión controlada de forma independiente. La primera región de presión 144, la segunda región de presión 146 y la tercera región de presión 148 se controlan para aplicar las presiones deseables para formar y luego curar la carga de compuesto termoestable 104 colocada entre la película de vacío 150 y la manta de susceptor inteligente conformable 108. Aunque cada una de la primera región de presión 144, la segunda región de presión 146 y la tercera región de presión 148 se controla de forma independiente, cada una de la primera región de presión 144, la segunda región de presión 146 y la tercera región de presión 148 se controla de forma concertada para formar y curar la carga de compuesto termoestable 104.

Por ejemplo, la primera región de presión 144 se mantiene a una presión más alta que la segunda región de presión 146 y la tercera región de presión 148 durante el calentamiento de la carga de compuesto termoestable 104 a una temperatura de conformación. Como otro ejemplo, la presión de la tercera región de presión 148 se incrementa hasta ser mayor que la de la primera región de presión 144 y la segunda región de presión 146 para formar la carga de compuesto termoestable 104 contra la primera superficie del susceptor inteligente 118. Para formar la carga de compuesto termoestable 104, se reduce la presión en la primera región de presión 144. Durante el curado de la carga de compuesto termoestable 104, la presión en la tercera región de presión 148 es mayor que las presiones en la primera región de presión 144 y la segunda región de presión 146.

En algunos ejemplos ilustrativos, el sistema de inducción 102 incluye el sistema de enfriamiento 152. El sistema de enfriamiento 152 está configurado para proporcionar un medio de enfriamiento 154 a un primer conjunto de láminas metálicas apiladas, de manera que el medio de enfriamiento pase a través de los entrehierros entre el primer conjunto de láminas metálicas apiladas. Por ejemplo, el sistema de enfriamiento 152 está configurado para proporcionar el medio de enfriamiento 154 a la pluralidad de láminas metálicas apiladas 122 de forma que el medio de enfriamiento 154 pase a través de la pluralidad de entrehierros 124 de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 122. En algunos ejemplos ilustrativos, el sistema de enfriamiento 152 puede utilizarse para proporcionar medio refrigerante 154 a un subconjunto de la pluralidad de entrehierros 124. Mediante el control de la aplicación del medio refrigerante 154, el sistema de enfriamiento 152 puede utilizarse para proporcionar un enfriamiento dirigido a porciones seleccionadas de la primera superficie del susceptor inteligente 118.

En algunos ejemplos ilustrativos, el sistema de enfriamiento 152 está configurado para proporcionar el medio de enfriamiento 154 a la pluralidad de láminas metálicas apiladas 126 de manera que el medio de enfriamiento 154 pase a través de la pluralidad de entrehierros 128 de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 126. En algunos ejemplos ilustrativos, el sistema de enfriamiento 152 puede utilizarse para proporcionar medio refrigerante 154 a un subconjunto de la pluralidad de entrehierros 128. Mediante el control de la aplicación del medio de enfriamiento 154, el sistema de enfriamiento 152 puede utilizarse para proporcionar un enfriamiento dirigido a porciones seleccionadas de la segunda superficie del susceptor inteligente 120.

En algunos ejemplos ilustrativos, el sistema de inducción 102 comprende un primer troquel 112 y un segundo troquel 114, un primer material susceptor inteligente 130, un segundo material susceptor inteligente 132 y una membrana flexible 155. En estos ejemplos ilustrativos, el primer troquel 112 y el segundo troquel 114 son móviles entre sí. El primer troquel 112 y el segundo troquel 114 forman la cavidad de troquel 110. El primer troquel 112 y el segundo troquel 114 comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas y una pluralidad de entrehierros definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes.

El primer material susceptor inteligente 130 está dentro de la cavidad del troquel 110 y conectado al primer troquel 112. El primer material susceptor inteligente 130 tiene una primera temperatura de Curie 134.

El segundo material susceptor inteligente 132 está dentro de la cavidad del troquel 110 y asociado al segundo troquel 114. El segundo material susceptor inteligente 132 tiene una segunda temperatura de Curie 136 inferior a la primera temperatura de Curie 134.

La membrana flexible 155 se encuentra entre el segundo troquel 114 y el primer material susceptor inteligente 130. La membrana flexible 155 está configurada para recibir presión. Más concretamente, la membrana flexible 155 está configurada para recibir presión para formar la carga de compuesto termoestable 104 contra la primera superficie del susceptor inteligente 118.

El sistema de inducción 102 tiene una primera región de presión 144, una segunda región de presión 146 y una tercera región de presión 148. La primera región de presión 144 se encuentra dentro de la cavidad del troquel 110 y está formada por el primer material susceptor inteligente 130 y la película de vacío 150. La segunda región de presión 146 se encuentra dentro de la cavidad del troquel 110 y está formada por la película de vacío 150 y la membrana flexible 155. La tercera región de presión 148 se encuentra dentro de la cavidad del troquel 110 y está formada por la membrana flexible 155 y la superficie de utillaje 162 conectada al segundo troquel 114.

El sistema de inducción 102 comprende un primer conjunto de conductores 116 y un segundo conjunto de conductores 138. El primer conjunto de conductores 116 genera la primera gama de frecuencias 142. El primer material susceptor inteligente 130 está configurado para ser calentado por la primera gama de frecuencias 142. En algunos ejemplos ilustrativos, el primer conjunto de conductores 116 es un primer conjunto de bobinas de inducción que se extienden a través del primer troquel 112 y del segundo troquel 114. En otros ejemplos ilustrativos, el primer conjunto de conductores 116 podría ser un número de grandes lechos colocados dentro de la cavidad del troquel 110 de la herramienta de inducción 106. Es más eficiente energéticamente tener el primer conjunto de conductores 116 más cerca de la primera superficie del susceptor inteligente 118 y de la segunda superficie del susceptor inteligente 120. Cuando el primer conjunto de conductores 116 es un número de lechos grandes, puede ser posible retirar el primer conjunto de conductores 116 y colocarlos en una herramienta de inducción diferente a la herramienta de inducción 106.

El segundo conjunto de conductores 138 genera la segunda gama de frecuencias 140. El segundo material susceptor inteligente 132 está configurado para ser calentado por la segunda gama de frecuencias 140. En algunos ejemplos ilustrativos, cuando el segundo material susceptor inteligente 132 forma parte de la manta de susceptor inteligente conformable 108, el segundo conjunto de conductores 138 puede adoptar la forma de hilos conductores. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo conjunto de conductores 138 puede ser una segunda pluralidad de bobinas de inducción. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo conjunto de conductores 138 puede incorporarse a la membrana flexible 155. En algunos ejemplos ilustrativos, la manta de susceptor inteligente conformable 108 incluye un segundo material susceptor inteligente 132 envuelto en espiral alrededor de un segundo conjunto de conductores 138 en forma de alambre litz. En estos ejemplos ilustrativos, el material y el patrón del segundo conjunto de conductores 138 y del segundo material susceptor inteligente 132 afectan a la flexibilidad de la manta de susceptor inteligente conformable 108. En estos ejemplos ilustrativos, el material y el patrón del segundo conjunto de conductores 138 y del segundo material susceptor inteligente 132 afectan al grado de elasticidad de la manta de susceptor inteligente conformable 108.

El segundo material susceptor inteligente 132 puede incorporarse en cualquier formato deseable. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo material susceptor inteligente 132 es un componente de la manta de susceptor inteligente conformable 108 colocada dentro de la cavidad del troquel 110. En algunos ejemplos ilustrativos, la manta de susceptor inteligente conformable 108 comprende además la membrana flexible 155. Cuando la manta de susceptor inteligente conformable 108 comprende la membrana flexible 155, se aplica presión a la manta de susceptor inteligente conformable 108 para formar la carga compuesta termoestable 104 a la primera superficie del susceptor inteligente 118.

En algunos otros ejemplos ilustrativos, el segundo material susceptor inteligente 132 es la placa de susceptor inteligente 156 situada debajo de la membrana flexible 155. En estos ejemplos ilustrativos, la placa de susceptor inteligente 156 se utiliza para calentar la carga de compuesto termoestable 104 antes de formar la carga de compuesto termoestable 104 a la primera superficie del susceptor inteligente 118 utilizando la membrana flexible separada 155.

En algunos ejemplos ilustrativos, el primer material susceptor inteligente 130 forma parte de la superficie de utillaje 158 con circuitos susceptores inteligentes 160 incorporados en la superficie de utillaje 158. La superficie de utillaje 158 está conectada al primer troquel 112. La superficie de utillaje 158 también puede denominarse primera superficie de utillaje. En algunos ejemplos ilustrativos, el primer material susceptor inteligente 130 forma parte de la superficie de utillaje 162 con circuitos susceptores inteligentes 164 incorporados en la superficie de utillaje 162. La superficie de utillaje 162 está conectada al segundo troquel 114. La superficie de utillaje 162 también puede denominarse segunda superficie de utillaje.

En algunos ejemplos ilustrativos, los circuitos susceptores inteligentes 160 y 164 incluyen un primer material susceptor inteligente 130 y un primer conjunto de conductores 116. En algunos ejemplos ilustrativos, los circuitos susceptores inteligentes 160 y 164 incluyen únicamente el primer material susceptor inteligente 130.

Tal como se representa, el primer material susceptor inteligente 130 conectado al primer troquel de utillaje 112 forma parte de una primera superficie de utillaje, la superficie de utillaje 158, conectada al primer troquel 112. Una segunda superficie de utillaje, la superficie de utillaje 162, está conectada al segundo troquel 114. La segunda superficie de utillaje, superficie de utillaje 162, comprende el primer material susceptor inteligente 130.

El primer material susceptor inteligente 130 y el segundo material susceptor inteligente 132 se utilizan para calentar la carga de compuesto termoestable 104. En primer lugar, se utiliza al menos uno del primer material del susceptor inteligente 130 o del segundo material del susceptor inteligente 132 para calentar la carga de compuesto termoestable 104 hasta una temperatura de conformación.

En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo material susceptor inteligente 132 se utiliza para calentar la carga de compuesto termoestable 104 hasta una temperatura de conformación. En algunos ejemplos ilustrativos, tanto el primer material susceptor inteligente 130 como el segundo material susceptor inteligente 132 se utilizan para calentar la carga de compuesto termoestable 104. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo material susceptor inteligente 132 se utiliza para calentar al menos una porción de la carga de compuesto termoestable 104 mientras que el primer material susceptor inteligente 130 se utiliza para calentar la cavidad del troquel 110. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo material susceptor inteligente 132 se utiliza para calentar la primera cara 166 de la carga de compuesto termoestable 104 que está orientada hacia el segundo material susceptor inteligente 132, mientras que el primer material susceptor inteligente 130 se utiliza para calentar la cavidad 110 del troquel.

Tras calentar la carga de compuesto termoestable 104 hasta una temperatura de conformación, la carga de compuesto termoestable 104 se desplaza hacia el primer material susceptor inteligente 130. El primer material susceptor inteligente 130 se utiliza para calentar la carga de compuesto termoestable 104 hasta una temperatura de curado. La carga de compuesto termoestable 104 se mantiene a la temperatura de curado durante un periodo de tiempo deseado. Al menos uno del primer material del susceptor inteligente 130 o el sistema de enfriamiento 152 se utiliza para mantener la carga de compuesto termoestable 104 a la temperatura de curado. A continuación, se utiliza al menos uno de los siguientes materiales: el primer material susceptor inteligente 130, el segundo material susceptor inteligente 132 o el sistema de enfriamiento 152 para enfriar la carga de compuesto termoestable 104 de forma controlada.

La ilustración del entorno de fabricación 100 en la Figura 1 no pretende implicar limitaciones físicas o arquitectónicas a la manera en que una realización ilustrativa puede ser implementada. Se pueden utilizar otros componentes además de o en lugar de los ilustrados. Algunos componentes pueden ser innecesarios. Además, los bloques se presentan para ilustrar algunos componentes funcionales. Uno o más de estos bloques pueden combinarse, dividirse o combinarse y dividirse en diferentes bloques cuando se implementan en una realización ilustrativa.

Por ejemplo, en algunos ejemplos ilustrativos, el segundo material susceptor inteligente 132 está presente en la membrana flexible 155, mientras que el segundo conjunto de conductores 138 está fuera de la membrana flexible 155. Cuando el segundo conjunto de conductores 138 está presente fuera de la membrana flexible 155, ésta puede tener una mayor flexibilidad. En algunos ejemplos ilustrativos, cuando el segundo conjunto de conductores 138 está fuera de la membrana flexible 155, el segundo material susceptor inteligente 132 es discontinuo dentro de la membrana flexible 155. Tener el segundo material susceptor inteligente 132 discontinuo con la membrana flexible puede aumentar la flexibilidad de la membrana flexible 155.

Cuando el segundo conjunto de conductores 138 está fuera de la membrana flexible 155, el primer material susceptor inteligente 130 y el segundo material susceptor inteligente 132 funcionan de forma independiente debido, al menos, a uno de los diseños del segundo conjunto de conductores 138 o a la forma del segundo material susceptor inteligente 132. En algunos ejemplos ilustrativos, el efecto piel puede utilizarse para calentar selectivamente los susceptores grandes sobre los pequeños. En algunos ejemplos ilustrativos en los que el segundo material susceptor inteligente 132 es pequeño, cuando el primer rango de frecuencia 142 es una frecuencia baja (120-3.000 Hz), el primer conjunto de conductores 116 no se acoplaría bien con el segundo material susceptor inteligente 132. En estos ejemplos ilustrativos, el campo magnético del primer conjunto de conductores 116 se acoplaría selectivamente con el primer material susceptor inteligente 130. Cuando el segundo rango de frecuencia 140 para el segundo conjunto de conductores 138 es una frecuencia alta (100-400 kHz), el segundo material susceptor inteligente 132 se acoplará. En algunos de estos ejemplos ilustrativos, el primer material susceptor inteligente 130 también puede acoplarse a la segunda gama de frecuencias 140. Se puede utilizar al menos una de las geometrías del segundo material susceptor inteligente 132 o de las guías de ondas para acoplar selectivamente el segundo conjunto de conductores 138 al segundo material susceptor inteligente 132.

En algunos ejemplos ilustrativos, la geometría del segundo material susceptor inteligente 132 se utiliza para calentar selectivamente los susceptores pequeños frente a los grandes. Por ejemplo, el segundo conjunto de conductores 138 puede estar dispuesto para concentrar un campo magnético del segundo conjunto de conductores 138 en la membrana flexible 155 utilizando al menos una de la geometría o guías de ondas. En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo material susceptor inteligente 132 puede estar conformado para acoplarse a un campo magnético generado por el segundo conjunto de conductores 138.

Pasando ahora a la figura 2, se ilustra una vista isométrica de un entorno de fabricación con un sistema de inducción para formar y curar cargas de compuestos termoestables de acuerdo con una realización ilustrativa. El entorno de fabricación 200 es una implementación física del entorno de fabricación 100 de la figura 1.

La carga de compuesto termoestable 202 está presente en la herramienta de laminado 204 en el entorno de fabricación 200. Tal y como se representa, la carga de compuesto termoestable 202 es sustancialmente plana.

La herramienta de laminado 204 puede ser una de una pluralidad de herramientas de laminado para cargas de compuestos termoestables. Cuando existe una pluralidad de herramientas de laminado, se puede laminar una pluralidad de cargas de compuestos termoestables de forma sustancialmente simultánea. El laminado de la carga de compuesto termoestable 202 en la herramienta de laminado 204 puede llevar menos tiempo que el laminado de una estructura de compuesto termoestable con una sección transversal compleja en un mandril de laminado complejo.

El sistema de inducción 206 está presente en el entorno de fabricación 200. El sistema de inducción 206 es una implementación física del sistema de inducción 102 de la figura 1. El sistema de inducción 206 está configurado tanto para formar como para curar la carga de compuesto termoestable 202.

La carga de compuesto termoestable 202 se coloca en una cavidad del troquel del sistema de inducción 206. El sistema de inducción 206 forma y luego cura la carga de compuesto termoestable 202. A continuación, se retira del sistema de inducción 206 una estructura de compuesto termoestable curado con una sección transversal compleja.

El sistema de inducción 206 puede tener una huella más reducida que las herramientas separadas de conformación y curado. En algunos ejemplos ilustrativos, el sistema de inducción 206 puede ser más pequeño que un autoclave. En algunos ejemplos ilustrativos, el sistema de inducción 206 reduce la huella del entorno de fabricación 200 dedicado a fabricar una estructura de compuesto termoestable con una sección transversal compleja.

En algunos ejemplos ilustrativos, el funcionamiento del sistema de inducción 206 puede requerir menos recursos que un autoclave. En algunos ejemplos ilustrativos, el funcionamiento del sistema de inducción 206 puede requerir menos tiempo de procesamiento que el funcionamiento de un autoclave.

Pasando ahora a la figura 3, se ilustra una vista en sección transversal de un sistema de inducción para la conformación y el curado de cargas de compuestos termoestables de acuerdo con una realización ilustrativa. El sistema de inducción 300 es una implementación física del sistema de inducción 102 de la figura 1. El sistema de inducción 300 puede ser una implementación del sistema de inducción 206 de la figura 2.

El sistema de inducción 300 está configurado para proporcionar un control de la temperatura y la presión para la conformación y el curado de la carga de compuesto termoestable 302. El sistema de inducción 300 comprende la herramienta de inducción 304 y la manta de susceptor inteligente conformable 306.

La herramienta de inducción 304 comprende un primer troquel 308 y un segundo troquel 310, un primer conjunto de conductores 312, una primera superficie de susceptor inteligente 314 y una segunda superficie de susceptor inteligente 316. El primer troquel 308 y el segundo troquel 310 son móviles entre sí. El primer troquel 308 y el segundo troquel 310 comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas y una pluralidad de entrehierros definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes.

El primer troquel 308 comprende una pluralidad de láminas metálicas apiladas 318. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 318 se define una pluralidad de entrehierros 320.

El segundo troquel 310 comprende una pluralidad de láminas metálicas apiladas 322. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 322 se define una pluralidad de entrehierros 324.

El primer conjunto de conductores 312 está configurado para generar una primera gama de frecuencias. La primera gama de frecuencias hace que el primer material susceptor inteligente 325 genere calor. Tal y como se representa, el primer conjunto de conductores 312 adopta la forma de un primer conjunto de bobinas de inducción 323 que se extienden a través del primer troquel 308 y del segundo troquel 310.

La primera superficie del susceptor inteligente 314 está conectada al primer troquel 308. La primera superficie del susceptor inteligente 314 está formada por el primer material del susceptor inteligente 325. La segunda superficie del susceptor inteligente 316 está conectada al segundo troquel 310. La segunda superficie del susceptor inteligente 316 está formada por el primer material del susceptor inteligente 325.

La manta de susceptor inteligente conformable 306 se coloca dentro de la cavidad del troquel 326 de la herramienta de inducción 304. La manta de susceptor inteligente conformable 306 incluye un segundo material susceptor inteligente 328. La primera cara 329 de la carga de compuesto termoestable 302 está orientada hacia el segundo material susceptor inteligente 328. El primer material susceptor inteligente 325 tiene una temperatura de Curie más alta que el segundo material susceptor inteligente 328.

La temperatura de conformación de la carga de compuesto termoestable 302 es inferior a la temperatura de curado de la carga de compuesto termoestable 302. Disponer de dos materiales susceptores inteligentes con dos temperaturas de Curie diferentes permite la aplicación controlada de calor a la carga de compuesto termoestable 302 a dos temperaturas distintas. El segundo material susceptor inteligente 328 se utiliza para controlar el calentamiento de la carga de compuesto termoestable 302 hasta la temperatura de conformación. La segunda temperatura de Curie permite un calentamiento controlado hasta la temperatura de conformación.

El primer material susceptor inteligente 325 se utiliza para controlar el calentamiento de la carga de compuesto termoestable 302 hasta la temperatura de curado. La primera temperatura de Curie permite un calentamiento controlado hasta la temperatura de curado.

La manta de susceptor inteligente conformable 306 también tiene un segundo conjunto de conductores 330. El segundo conjunto de conductores 330 está configurado para generar una segunda gama de frecuencias distinta de la primera gama de frecuencias del primer conjunto de conductores 312.

Para formar la carga de compuesto termoestable 302, el sistema de inducción 300 calienta la carga de compuesto termoestable 302 hasta una temperatura de conformación. En algunos ejemplos ilustrativos, la manta de susceptor inteligente conformable 306 calienta la carga de compuesto termoestable 302 hasta la temperatura de conformación. En algunos ejemplos ilustrativos, la primera superficie del susceptor inteligente 314 y la segunda superficie del susceptor inteligente 316 se utilizan para calentar la cavidad del troquel 326, además de la manta de susceptor inteligente conformable 306 que calienta la carga de compuesto termoestable 302. En estos ejemplos ilustrativos, la primera superficie del susceptor inteligente 314 y la segunda superficie del susceptor inteligente 316 pueden calentarse a una temperatura inferior a la temperatura de conformación.

Para curar la carga de compuesto termoestable 302, el sistema de inducción 300 calienta la carga de compuesto termoestable 302 hasta una temperatura de curado. En algunos ejemplos ilustrativos, la primera superficie del susceptor inteligente 314 calienta la carga de compuesto termoestable 302 hasta la temperatura de curado. En algunos ejemplos ilustrativos, la primera superficie del susceptor inteligente 314 calienta la carga de compuesto termoestable 302 mientras que el sistema de enfriamiento 331 enfría simultáneamente porciones de la primera superficie del susceptor inteligente 314. Por ejemplo, la carga de compuesto termoestable 302 puede tener reacciones de curado exotérmicas. Las reacciones exotérmicas durante el curado pueden calentar la primera superficie del susceptor inteligente 314 por encima de la primera temperatura de Curie. El sistema de enfriamiento 331 puede enfriar la primera superficie del susceptor inteligente 314 por debajo de la primera temperatura de Curie.

El sistema de inducción 300 tiene una primera región de presión 332, una segunda región de presión 334 y una tercera región de presión 336. La primera región de presión 332 está formada por la primera superficie del susceptor inteligente 314 y la película de vacío 338. La segunda región de presión 334 está formada por la película de vacío 338 y la manta de susceptor inteligente conformable 306. La carga de compuesto termoestable 302 se coloca entre la película de vacío 338 y la manta de susceptor inteligente conformable 306. La tercera región de presión 336 está formada por la manta de susceptor inteligente conformable 306 y la segunda superficie del susceptor inteligente 316.

La manta de susceptor inteligente conformable 306 actúa como una membrana flexible. Cuando se introduce un aumento de presión en la tercera región de presión 336, la manta de susceptor inteligente conformable 306 aplica presión a la carga de compuesto termoestable 302 para formar la carga de compuesto termoestable 302 contra la primera superficie del susceptor inteligente 314.

Cada una de la primera región de presión 332, la segunda región de presión 334 y la tercera región de presión 336 se controlan individualmente para formar y curar la carga de compuesto termoestable 302. La primera región de presión 332, la segunda región de presión 334 y la tercera región de presión 336 trabajan conjuntamente para formar y curar la carga de compuesto termoestable 302.

La ilustración del sistema de inducción 300 en la Figura 3 no pretende implicar limitaciones arquitectónicas a la manera en que las distintas realizaciones ilustrativas pueden ser implementadas. Por ejemplo, la primera superficie de susceptor inteligente 314 se representa como una superficie de utillaje "superior". En otros ejemplos ilustrativos no representados, la primera superficie del susceptor inteligente 314 es una superficie de utillaje "inferior".

Como otro ejemplo, la tercera región de presión 336 puede no estar formada por la manta de susceptor inteligente conformable 306. En este ejemplo no representado, la tercera región de presión 336 puede estar formada por una membrana flexible separada. En este ejemplo no representado, la manta de susceptor inteligente conformable 306 permanece inmóvil.

Pasando ahora a la figura 4, se ilustra una vista en sección transversal de un sistema de inducción para la conformación y el curado de cargas de compuestos termoestables de acuerdo con una realización ilustrativa. El sistema de inducción 400 es una implementación física del sistema de inducción 102 de la figura 1. El sistema de inducción 400 puede ser una implementación del sistema de inducción 206 de la figura 2.

El sistema de inducción 400 está configurado para proporcionar un control de la temperatura y la presión para la conformación y el curado de la carga de compuesto termoestable 402. El sistema de inducción 400 comprende la herramienta de inducción 404 y la manta de susceptor inteligente conformable 406.

La herramienta de inducción 404 consta de un primer troquel 408, un segundo troquel 410, un primer conjunto de conductores 412, una superficie de utillaje 414 y una segunda superficie de utillaje 416. El primer troquel 408 y el segundo troquel 410 son móviles entre sí. El primer troquel 408 y el segundo troquel 410 comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas y una pluralidad de entrehierros definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes.

El primer troquel 408 comprende una pluralidad de láminas metálicas apiladas 418. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 418 se define una pluralidad de entrehierros 420.

El segundo troquel 410 comprende una pluralidad de láminas metálicas apiladas 422. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 422 se define una pluralidad de entrehierros 424.

El primer conjunto de conductores 412 está configurado para generar una primera gama de frecuencias. Tal como se representa, el primer conjunto de conductores 412 adopta la forma de circuitos susceptores inteligentes 423 que se extienden a través del primer troquel de utillaje 408 y del segundo troquel de utillaje 410.

La superficie de utillaje 414 está conectada al primer troquel 408. La superficie de utillaje 414 tiene incorporados circuitos susceptores inteligentes 423. La superficie de utillaje 414 tiene un primer material susceptor inteligente 425. La superficie de utillaje 416 está conectada al segundo troquel 410. La superficie de utillaje 416 tiene incorporados circuitos susceptores inteligentes 423. La superficie de utillaje 416 tiene un primer material susceptor inteligente 425.

La manta de susceptor inteligente conformable 406 se coloca dentro de la cavidad del troquel 426 de la herramienta de inducción 404. La manta de susceptor inteligente conformable 406 incluye un segundo material susceptor inteligente 428. La primera cara 429 de la carga de compuesto termoestable 402 está orientada hacia el segundo material susceptor inteligente 428. El primer material susceptor inteligente 425 tiene una temperatura de Curie más alta que el segundo material susceptor inteligente 428.

La temperatura de conformación de la carga de compuesto termoestable 402 es inferior a la temperatura de curado de la carga de compuesto termoestable 402. Disponer de dos materiales susceptores inteligentes con dos temperaturas de Curie diferentes permite la aplicación controlada de calor a la carga de compuesto termoestable 402 a dos temperaturas distintas. El segundo material susceptor inteligente 428 se utiliza para controlar el calentamiento de la carga de compuesto termoestable 402 hasta la temperatura de conformación. La segunda temperatura de Curie permite un calentamiento controlado hasta la temperatura de conformación.

El primer material susceptor inteligente 425 se utiliza para controlar el calentamiento de la carga de compuesto termoestable 402 hasta la temperatura de curado. La primera temperatura de Curie permite un calentamiento controlado hasta la temperatura de curado.

La manta de susceptor inteligente conformable 406 también tiene un segundo conjunto de conductores 430. El segundo conjunto de conductores 430 está configurado para generar una segunda gama de frecuencias distinta de la primera gama de frecuencias del primer conjunto de conductores 412.

Para formar la carga de compuesto termoestable 402, el sistema de inducción 400 calienta la carga de compuesto termoestable 402 hasta una temperatura de conformación. En algunos ejemplos ilustrativos, la manta de susceptor inteligente conformable 406 calienta la carga de compuesto termoestable 402 hasta la temperatura de conformación. En algunos ejemplos ilustrativos, la superficie del utillaje 414 y la superficie del utillaje 416 se utilizan para calentar la cavidad del troquel 426 además de la manta de susceptor inteligente conformable 406 que calienta la carga de compuesto termoestable 402. En estos ejemplos ilustrativos, la superficie del utillaje 414 y la superficie del utillaje 416 pueden calentarse a una temperatura inferior a la temperatura de conformación.

Para curar la carga de compuesto termoestable 402, el sistema de inducción 400 calienta la carga de compuesto termoestable 402 hasta una temperatura de curado. En algunos ejemplos ilustrativos, la superficie del utillaje 414 calienta la carga de compuesto termoestable 402 hasta la temperatura de curado. En algunos ejemplos ilustrativos, la superficie de utillaje 414 calienta la carga de compuesto termoestable 402 mientras que el sistema de enfriamiento 431 enfría simultáneamente porciones de la superficie de utillaje 414. Por ejemplo, la carga de compuesto termoestable 402 puede tener reacciones de curado exotérmicas. Las reacciones exotérmicas pueden calentar la superficie de utillaje 414 por encima de la primera temperatura de Curie. El sistema de enfriamiento 431 puede enfriar la superficie de utillaje 414 por debajo de la primera temperatura de Curie.

El sistema de inducción 400 tiene una primera región de presión 432, una segunda región de presión 434 y una tercera región de presión 436. La primera región de presión 432 está formada por la superficie de utillaje 414 y la película de vacío 438. La segunda región de presión 434 está formada por la película de vacío 438 y la manta de susceptor inteligente conformable 406. La carga de compuesto termoestable 402 se coloca entre la película de vacío 438 y la manta de susceptor inteligente conformable 406. La tercera región de presión 436 está formada por la manta de susceptor inteligente conformable 406 y la superficie de utillaje 416.

La manta de susceptor inteligente conformable 406 actúa como una membrana flexible. Cuando se introduce un aumento de presión en la tercera región de presión 436, la manta de susceptor inteligente conformable 406 aplica presión a la carga de compuesto termoestable 402 para formar la carga de compuesto termoestable 402 contra la superficie de utillaje 414.

Cada una de la primera región de presión 432, la segunda región de presión 434 y la tercera región de presión 436 se controlan individualmente para formar y curar la carga de compuesto termoestable 402. La primera región de presión 432, la segunda región de presión 434 y la tercera región de presión 436 trabajan conjuntamente para formar y curar la carga de compuesto termoestable 402.

La ilustración del sistema de inducción 400 en la Figura 4 no pretende implicar limitaciones arquitectónicas a la manera en que las distintas realizaciones ilustrativas pueden ser implementadas. Por ejemplo, la superficie de utillaje 414 se representa como una superficie de utillaje "superior". En otros ejemplos ilustrativos no representados, la superficie de utillaje 414 es una superficie de utillaje "inferior".

Como otro ejemplo, la tercera región de presión 436 puede no estar formada por la manta de susceptor inteligente conformable 406. En este ejemplo no representado, la tercera región de presión 436 puede estar formada por una membrana flexible separada. En este ejemplo no representado, la manta de susceptor inteligente conformable 406 permanece inmóvil.

Como otro ejemplo, la manta de susceptor inteligente conformable 406 no está presente. En este ejemplo, existe una estructura diferente que contiene el segundo material susceptor inteligente 428. En un ejemplo no representado, puede haber una placa de susceptor inteligente que contenga el segundo material susceptor inteligente 428.

Pasando ahora a la figura 5, se ilustra una vista en sección transversal de un sistema de inducción para la conformación y el curado de cargas de compuestos termoestables de acuerdo con una realización ilustrativa. El sistema de inducción 500 es una implementación física del sistema de inducción 102 de la figura 1. El sistema de inducción 500 puede ser una implementación del sistema de inducción 206 de la figura 2.

El sistema de inducción 500 está configurado para proporcionar un control de la temperatura y la presión para la conformación y el curado de la carga de compuesto termoestable 502. El sistema de inducción 500 comprende un primer troquel 504 y un segundo troquel 506, un primer material susceptor inteligente 508, un segundo material susceptor inteligente 510 y una membrana flexible 512.

El primer troquel 504 y el segundo troquel 506 son móviles entre sí. El primer troquel 504 y el segundo troquel 506 forman la cavidad de troquel 514. El primer troquel 504 y el segundo troquel 506 comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas y una pluralidad de entrehierros definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes.

El primer troquel 504 comprende una pluralidad de láminas metálicas apiladas 516. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 516 se define una pluralidad de entrehierros 518.

El segundo troquel 506 comprende una pluralidad de láminas metálicas apiladas 520. Entre las láminas metálicas apiladas adyacentes de la pluralidad de láminas metálicas apiladas 520 se define una pluralidad de entrehierros 522.

El primer material susceptor inteligente 508 se encuentra dentro de la cavidad del troquel 514 y está conectado al primer troquel de utillaje 504. El primer material susceptor inteligente 508 conectado al primer troquel de utillaje 504 forma la primera superficie del susceptor inteligente 524. El primer material susceptor inteligente 508 conectado al segundo troquel de utillaje 506 forma la segunda superficie del susceptor inteligente 526. El primer material susceptor inteligente 508 tiene una primera temperatura de Curie.

El segundo material susceptor inteligente 510 se encuentra dentro de la cavidad del troquel 514 y está asociado al segundo troquel 506. Tal como se representa, el segundo material susceptor inteligente 510 adopta la forma de una placa de susceptor inteligente 528. La placa de susceptor inteligente 528 se coloca debajo de la membrana flexible 512. La placa de susceptor inteligente 528 se sitúa entre la membrana flexible 512 y la segunda superficie del susceptor inteligente 526. La placa del susceptor inteligente 528 descansa sobre la segunda superficie del susceptor inteligente 526. El segundo material susceptor inteligente 510 tiene una segunda temperatura de Curie que es inferior a la primera temperatura de Curie.

La temperatura de conformación de la carga de compuesto termoestable 502 es inferior a la temperatura de curado de la carga de compuesto termoestable 502. Disponer de dos materiales susceptores inteligentes con dos temperaturas de Curie diferentes permite la aplicación controlada de calor a la carga de compuesto termoestable 502 a dos temperaturas diferentes. El segundo material susceptor inteligente 510 se utiliza para controlar el calentamiento de la carga de compuesto termoestable 502 hasta la temperatura de conformación. La segunda temperatura de Curie permite un calentamiento controlado hasta la temperatura de conformación.

El primer material susceptor inteligente 508 se utiliza para controlar el calentamiento de la carga de compuesto termoestable 502 hasta la temperatura de curado. La primera temperatura de Curie permite un calentamiento controlado hasta la temperatura de curado.

La membrana flexible 512 se coloca entre el segundo troquel de utillaje 506 y el primer material susceptor inteligente 508 conectado al primer troquel de utillaje 504. La membrana flexible 512 está configurada para recibir presión.

El primer conjunto de conductores 530 está configurado para generar una primera gama de frecuencias. La primera gama de frecuencias hace que el primer material susceptor inteligente 508 genere calor. Tal y como se representa, el primer conjunto de conductores 530 adopta la forma de un primer conjunto de bobinas de inducción 532 que se extienden a través del primer troquel 504 y del segundo troquel 506.

El segundo conjunto de conductores 534 genera una segunda gama de frecuencias. El segundo material susceptor inteligente 510 está configurado para ser calentado por la segunda gama de frecuencias.

Para formar la carga de compuesto termoestable 502, el sistema de inducción 500 calienta la carga de compuesto termoestable 502 hasta una temperatura de conformación. En algunos ejemplos ilustrativos, la placa de susceptor inteligente 528 calienta la carga de compuesto termoestable 502 hasta la temperatura de conformación. En algunos ejemplos ilustrativos, la primera superficie del susceptor inteligente 524 y la segunda superficie del susceptor inteligente 526 se utilizan para calentar la cavidad del troquel 514, además de la placa del susceptor inteligente 528 que calienta la carga de compuesto termoestable 502. En estos ejemplos ilustrativos, la primera superficie del susceptor inteligente 524 y la segunda superficie del susceptor inteligente 526 pueden calentarse a una temperatura inferior a la temperatura de conformación. En estos ejemplos ilustrativos, la placa de susceptor inteligente 528 calienta la primera cara 529 de la carga termoestable 502.

Para curar la carga de compuesto termoestable 502, el sistema de inducción 500 calienta la carga de compuesto termoestable 502 hasta una temperatura de curado. En algunos ejemplos ilustrativos, la primera superficie del susceptor inteligente 524 calienta la carga de compuesto termoestable 502 hasta la temperatura de curado. En algunos ejemplos ilustrativos, la primera superficie del susceptor inteligente 524 calienta la carga de compuesto termoestable 502 mientras que el sistema de enfriamiento 536 enfría simultáneamente porciones de la primera superficie del susceptor inteligente 524. Por ejemplo, la carga de compuesto termoestable 502 puede tener reacciones de curado exotérmicas. Las reacciones exotérmicas pueden calentar la primera superficie del susceptor inteligente 524 por encima de la primera temperatura de Curie. El sistema de enfriamiento 536 puede enfriar la primera superficie del susceptor inteligente 524 por debajo de la primera temperatura de Curie.

El sistema de inducción 500 tiene una primera región de presión 538, una segunda región de presión 540 y una tercera región de presión 542. La primera región de presión 538 está formada por la primera superficie del susceptor inteligente 524 y la película de vacío 544. La segunda región de presión 540 está formada por la película de vacío 544 y la membrana flexible 512. La carga de compuesto termoestable 502 se coloca entre la película de vacío 544 y la membrana flexible 512. La tercera región de presión 542 está formada por la membrana flexible 512 y la segunda superficie del susceptor inteligente 526. Cuando se introduce un aumento de presión en la tercera región de presión 542, la membrana flexible 512 aplica presión a la carga de compuesto termoestable 502 para formar la carga de compuesto termoestable 502 contra la primera superficie del susceptor inteligente 524.

Cada una de la primera región de presión 538, la segunda región de presión 540 y la tercera región de presión 542 se controla individualmente para formar y curar la carga de compuesto termoestable 502. La primera región de presión 538, la segunda región de presión 540 y la tercera región de presión 542 trabajan conjuntamente para formar y curar la carga de compuesto termoestable 502.

La ilustración del sistema de inducción 500 en la Figura 5 no pretende implicar limitaciones arquitectónicas a la manera en que las distintas realizaciones ilustrativas pueden ser implementadas. Por ejemplo, la primera superficie de susceptor inteligente 524 se representa como una superficie de utillaje "superior". En otros ejemplos ilustrativos no representados, la primera superficie del susceptor inteligente 524 es una superficie de utillaje "inferior". Como otro ejemplo, el primer conjunto de conductores 530 puede ser en cambio circuitos de susceptores inteligentes.

Pasando ahora a la figura 6, se ilustra un diagrama de presión frente al tiempo para formar y curar una carga de compuesto termoestable en un sistema de inducción, de acuerdo con una realización ilustrativa. El gráfico 600 es un ejemplo ilustrativo de las presiones dentro de las regiones de presión, como la primera región de presión 144, la segunda región de presión 146 y la tercera región de presión 148, del sistema de inducción 102 de la figura 1. El gráfico 600 es un ejemplo ilustrativo de las presiones dentro de las regiones de presión del sistema de inducción 206 de la figura 2. El gráfico 600 es un ejemplo ilustrativo de las presiones dentro de las regiones de presión, como la primera región de presión 332, la segunda región de presión 334 y la tercera región de presión 336, del sistema de inducción 300 de la figura 3. El gráfico 600 es un ejemplo ilustrativo de las presiones dentro de las regiones de presión, como la primera región de presión 432, la segunda región de presión 434 y la tercera región de presión 436, del sistema de inducción 400 de la figura 4. El gráfico 600 es un ejemplo ilustrativo de las presiones dentro de las regiones de presión, como la primera región de presión 538, la segunda región de presión 540 y la tercera región de presión 542, del sistema de inducción 500 de la figura 5.

El gráfico 600 tiene un eje x 602 y un eje y 604. El eje X 602 es una representación del tiempo. El eje Y 604 es una representación de la presión. La línea 606 es representativa de una primera región de presión en un sistema de inducción. La primera zona de presión se encuentra dentro de una cavidad del troquel del sistema de inducción y está formada por un primer material susceptor inteligente y una película de vacío. La línea 608 es representativa de una segunda región de presión en el sistema de inducción. La segunda región de presión se encuentra dentro de la cavidad del troquel y está formada por la película de vacío y una membrana flexible. La línea 610 es representativa de una tercera región de presión en el sistema de inducción. La tercera región de presión se encuentra dentro de la cavidad del troquel y está formada por la membrana flexible y una segunda superficie del susceptor inteligente conectada al segundo troquel del sistema de inducción.

Antes de la conformación, la línea 608 y la línea 610 comienzan por debajo de la línea 606. En este ejemplo ilustrativo, la línea 606 comienza a la presión 612, mientras que la línea 608 y la línea 610 comienzan a la presión 614. La presión 614 es inferior a la presión 612. Al iniciar la línea 606 a una presión 612 superior a la presión 614, se favorece una carga de compuesto termoestable entre la membrana flexible y la película de vacío hacia la membrana flexible. La línea 606, que tiene una presión más alta que la línea 608 y la línea 610, permite que la membrana flexible capte la carga del compuesto termoestable para su movimiento.

En algunos ejemplos ilustrativos, la línea 606 comienza a presión ambiente mientras que la línea 608 y la línea 610 comienzan a presión de vacío. En algunos ejemplos ilustrativos, la línea 608 y la línea 610 pueden comenzar a presión ambiente mientras que la línea 606 está a una presión elevada.

La formación comienza en el tiempo 616. En el tiempo 616, la línea 610 comienza a aumentar de presión. En el tiempo 616 o ligeramente después, la línea 606 disminuye su presión. Al aumentar la presión entre la membrana flexible y una superficie de utillaje conectada al segundo troquel, representada por la línea 610, la carga de compuesto termoestable entre la membrana flexible y la película de vacío es impulsada hacia el primer material susceptor inteligente. Al disminuir la presión entre el primer material susceptor inteligente y la película de vacío, representada por la línea 606, el gas no impide que se forme la carga de compuesto termoestable contra el primer material susceptor inteligente.

En el tiempo 618, la línea 610 ha alcanzado la presión 620. La presión 620 es una presión de curado deseada. La línea 610 se mantiene a la presión 620 durante el curado de la carga de compuesto termoestable.

La línea 610 se mantiene a la presión 620 durante un enfriamiento controlado de la carga de compuesto termoestable. Tras el curado y enfriamiento de la carga de compuesto termoestable, se libera la presión de la tercera región de presión.

Pasando ahora a la figura 7, se ilustra un diagrama de temperatura frente al tiempo para la conformación y el curado de una carga de compuesto termoestable en un sistema de inducción, de acuerdo con una realización ilustrativa. El gráfico 700 es un ejemplo ilustrativo de las temperaturas de la carga de compuesto termoestable 104 durante la conformación y el curado en el sistema de inducción 102 de la figura 1. El gráfico 700 es un ejemplo ilustrativo de las temperaturas de una carga de compuesto termoestable 202 durante la conformación y el curado en el sistema de inducción 206 de la figura 2. El gráfico 700 es un ejemplo ilustrativo de las temperaturas de la carga de compuesto termoestable 302 durante la conformación y el curado en el sistema de inducción 300 de la figura 3. El gráfico 700 es un ejemplo ilustrativo de las temperaturas de la carga de compuesto termoestable 402 durante la conformación y el curado en el sistema de inducción 400 de la figura 4. El gráfico 700 es un ejemplo ilustrativo de las temperaturas de la carga de compuesto termoestable 502 durante la conformación y el curado en el sistema de inducción 500 de la figura 5. El gráfico 700 es un ejemplo ilustrativo de las temperaturas de una carga de compuesto termoestable conformada y curada utilizando las presiones mostradas en el gráfico 600 de la figura 6.

El gráfico 700 tiene un eje x 702 y un eje y 704. El eje X 702 es una representación del tiempo. El eje Y 704 es una representación de la temperatura. La línea 706 es representativa de una temperatura de una carga de compuesto termoestable entre una membrana flexible y una película de vacío en un sistema de inducción.

La línea 706 comienza a la temperatura 708 y se calienta hasta la temperatura 710 en el tiempo 616. El aumento de la temperatura de una carga de compuesto termoestable representada por la línea 706 se realiza calentando un segundo material susceptor inteligente dentro de una cavidad del troquel del sistema de inducción. El segundo material susceptor inteligente tiene una segunda temperatura de Curie y está configurado para calentar la carga de compuesto termoestable hasta la temperatura 710. En algunos ejemplos ilustrativos, puede utilizarse un primer material susceptor inteligente que tenga una primera temperatura de Curie superior a la segunda temperatura de Curie para calentar la cavidad del troquel del sistema de inducción. En estos ejemplos ilustrativos, el primer material susceptor inteligente se calienta a una temperatura inferior a la temperatura de conformación. El calentamiento de la cavidad del troquel con el primer material susceptor inteligente ayuda a calentar la totalidad de la carga de compuesto termoestable hasta la temperatura de conformación.

La conformación de la carga de compuesto termoestable mediante la aplicación de presión comienza en el tiempo 616. La conformación tiene lugar desde el tiempo 616 hasta el tiempo 618. La aplicación de presión durante la conformación puede verse en la figura 6 entre el tiempo 616 y el tiempo 618. Durante la conformación, la línea 706 mantiene la temperatura 710 desde el tiempo 616 hasta el tiempo 618. La temperatura 710 puede denominarse temperatura de conformación.

Tras la conformación, la carga de compuesto termoestable se ha conformado en el primer material susceptor inteligente. En el tiempo 618, la carga de compuesto termoestable se ha conformado en el primer material susceptor inteligente.

En el tiempo 618, la línea 706 comienza a la temperatura 710 y se calienta hasta la temperatura 712 en el tiempo 714. El aumento de la temperatura de una carga de compuesto termoestable representada por la línea 706 se realiza calentando el primer material susceptor inteligente.

La temperatura 712 es una temperatura de curado para la carga de compuesto termoestable. La línea 706 se mantiene a la temperatura 712 desde el tiempo 714 hasta el tiempo 716. La línea 706 se mantiene a la temperatura 712 utilizando el primer material susceptor inteligente. En algunos ejemplos ilustrativos, se utiliza un sistema de enfriamiento para enfriar el primer material susceptor inteligente si éste supera una temperatura de Curie de dicho material. En algunos ejemplos ilustrativos, las reacciones exotérmicas de la carga del compuesto termoestable hacen que el primer material susceptor inteligente supere localmente la temperatura de Curie. En estos ejemplos ilustrativos, se utiliza una combinación de calentamiento utilizando el primer material susceptor inteligente y el enfriamiento mediante el sistema de refrigeración para mantener la línea 706 a la temperatura 712.

La carga de compuesto termoestable se cura del tiempo 714 al 716. En el tiempo 716, comienza un enfriamiento controlado de la carga de compuesto termoestable. En el tiempo 716, la línea 706 disminuye su temperatura desde la temperatura 712 hasta la temperatura 708. El enfriamiento controlado incluye la aplicación tanto de calor como de frío a la carga de compuesto termoestable. En algunos ejemplos ilustrativos, el enfriamiento controlado incluye el enfriamiento simultáneo de la primera superficie del susceptor inteligente y la aplicación de calor mediante una manta de susceptor inteligente conformable.

Pasando ahora a la figura 8, se representa un diagrama de flujo de un proceso de conformación y curado de una carga de compuesto termoestable de acuerdo con una realización ilustrativa. El método 800 puede utilizarse para formar y curar la carga de compuesto termoestable 104 utilizando el sistema de inducción 102 de la figura 1. El método 800 puede utilizarse para formar y curar la carga de compuesto termoestable 202 utilizando el sistema de inducción 206 de la figura 2. El método 800 puede utilizarse para formar y curar la carga de compuesto termoestable 302 utilizando el sistema de inducción 300 de la figura 3. El método 800 puede utilizarse para formar y curar la carga de compuesto termoestable 402 utilizando el sistema de inducción 400 de la figura 4. El método 800 puede utilizarse para formar y curar la carga de compuesto termoestable 502 utilizando el sistema de inducción 500 de la figura 5.

El método 800 coloca una carga de compuesto termoestable dentro de una cavidad de troquel de una herramienta de inducción, en la que la herramienta de inducción comprende un primer troquel y un segundo troquel móviles entre sí, y en la que el primer troquel y el segundo troquel forman la cavidad de troquel, el primer troquel y el segundo troquel comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas, una pluralidad de entrehierros definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes (operación 802). El método 800 calienta la carga de compuesto termoestable dentro de la cavidad del troquel hasta una temperatura de conformación utilizando un segundo material susceptor inteligente dentro de la cavidad del troquel (operación 804). El segundo material susceptor inteligente es un componente de cualquier estructura deseable.

En algunos ejemplos ilustrativos, el segundo material susceptor inteligente es un componente de una manta de susceptor inteligente conformable. En otros ejemplos ilustrativos, el segundo material susceptor inteligente forma parte de una placa de susceptor inteligente. En un ejemplo ilustrativo, el segundo material susceptor inteligente forma parte de una placa de susceptor inteligente con circuitos susceptores inteligentes.

En algunos ejemplos ilustrativos, el calentamiento de la carga de compuesto termoestable hasta la temperatura de conformación comprende el calentamiento de la carga de compuesto termoestable mediante una manta de susceptor inteligente conformable colocada dentro de la cavidad del troquel, en la que la manta de susceptor inteligente conformable comprende el segundo material susceptor inteligente. En algunos ejemplos ilustrativos, el calentamiento de la carga de compuesto termoestable dentro de la cavidad del troquel hasta la temperatura de conformación utilizando el segundo material susceptor inteligente comprende el calentamiento de una primera cara de la carga de compuesto termoestable utilizando el segundo material susceptor inteligente, y el calentamiento de la cavidad del troquel utilizando la primera superficie del susceptor inteligente. En algunos ejemplos ilustrativos, el calentamiento de la carga de compuesto termoestable hasta la temperatura de conformación comprende la generación de un segundo rango de frecuencias utilizando un segundo conjunto de conductores en la manta de susceptor inteligente conformable.

El método 800 desplaza la carga de compuesto termoestable dentro de la cavidad del troquel hacia una primera superficie de susceptor inteligente conectada al primer troquel tras calentar la carga de compuesto termoestable a la temperatura de conformación (operación 806). El método 800 desplaza la carga de compuesto termoestable mediante una membrana flexible. En algunos ejemplos ilustrativos, una manta de susceptor inteligente conformable comprende la membrana flexible. En algunos ejemplos ilustrativos, el desplazamiento de la carga de compuesto termoestable dentro de la cavidad del troquel comprende el aumento de una presión entre la manta de susceptor inteligente conformable y una segunda superficie de susceptor inteligente conectada al segundo troquel, en la que la manta de susceptor inteligente conformable comprende la membrana flexible.

El método 800 aplica presión a la carga de compuesto termoestable utilizando una membrana flexible para conformar la carga de compuesto termoestable a la primera superficie del susceptor inteligente (operación 808). El método 800 calienta la carga de compuesto termoestable hasta una temperatura de curado utilizando la primera superficie del susceptor inteligente (operación 810). Después, el método termina.

En algunos ejemplos ilustrativos, el calentamiento de la carga de compuesto termoestable hasta la temperatura de curado comprende la generación de una primera gama de frecuencias utilizando una primera pluralidad de conductores, en la que el primer material susceptor inteligente está configurado para ser calentado por la primera gama de frecuencias.

Los diagramas de flujo y diagramas de bloques en las diferentes realizaciones ilustradas ilustran la arquitectura, funcionalidad y operación de algunas posibles implementaciones de aparatos y métodos en una encarnación ilustrativa. En este sentido, cada bloque en los diagramas de flujo o diagramas de bloques puede representar un módulo, un segmento, una función y/o una porción de una operación o paso.

En algunas implementaciones alternativas de una realización ilustrativa, la función o funciones anotadas en los bloques pueden ocurrir fuera del orden señalado en las figuras. Por ejemplo, en algunos casos, dos bloques mostrados en sucesión se pueden ejecutar sustancialmente simultáneamente, o los bloques a veces se pueden realizar en el orden inverso, dependiendo de la funcionalidad involucrada. Además, se pueden agregar otros bloques además de los bloques ilustrados en un diagrama de flujo o diagrama de bloques.

En algunos ejemplos ilustrativos, el método 800 comprende además el enfriamiento de porciones de la primer superficie del susceptor inteligente por debajo de una primera temperatura de Curie de la primera superficie del susceptor inteligente. En algunos ejemplos ilustrativos, el método 800 comprende además el enfriamiento controlado de la carga de compuesto termoestable mediante el enfriamiento simultáneo de la primera superficie del susceptor inteligente utilizando un medio de enfriamiento que fluye a través de la pluralidad de entrehierros del primer troquel y aplicando calor desde la manta de susceptor inteligente conformable.

Las realizaciones ilustrativas de la presente divulgación pueden describirse en el contexto del método de fabricación y servicio de aeronaves 900, como se muestra en la Figura 9, y de la aeronave 1000, como se muestra en la Figura 10. Volviendo primero a la Figura 9, se representa una ilustración de un método de fabricación y servicio de aeronaves de acuerdo con una realización ilustrativa. Durante la preproducción, el método de fabricación y servicio de aeronaves 900 puede incluir la especificación y el diseño 902 de la aeronave 1000 de la Figura 10 y la adquisición de materiales 904.

Durante la producción, se lleva a cabo la fabricación de componentes y subconjuntos 906 y la integración del sistema 908 de la aeronave 1000. A partir de entonces, la aeronave 1000 podrá pasar por la certificación y entrega 910 para ser puesta en servicio 912. Durante el servicio 912 por parte de un cliente, la aeronave 1000 está programada para el mantenimiento rutinario y el servicio 914, que puede incluir modificación, reconfiguración, reacondicionamiento u otro mantenimiento y servicio.

Cada uno de los procesos de fabricación de aeronaves y método de servicio 900 puede ser realizado o llevado a cabo por un integrador de sistemas, un tercero y/o un operador. En estos ejemplos, el operador puede ser un cliente. A los efectos de esta descripción, un integrador de sistemas puede incluir, sin limitación, cualquier número de fabricantes de aeronaves y subcontratistas de sistemas principales; un tercero puede incluir, sin limitación, cualquier número de proveedores, subcontratistas y proveedores; y un operador puede ser una aerolínea, una compañía de arrendamiento, una entidad militar, una organización de servicios, y así sucesivamente.

Con referencia ahora a la Figura 10, se representa una ilustración de una aeronave en la que se puede implementar una realización ilustrativa. En este ejemplo, la aeronave 1000 se produce mediante el método de fabricación y servicio de aeronaves 900 de la Figura 9 y puede incluir el fuselaje 1002 con pluralidad de sistemas 1004 e interior 1006. Ejemplos de sistemas 1004 incluyen uno o más de los sistemas de propulsión 1008, sistema eléctrico 1010, sistema hidráulico 1012, y sistema medioambiental 1014. Se puede incluir cualquier número de otros sistemas. Aunque se muestra un ejemplo aeroespacial, pueden aplicarse diferentes realizaciones ilustrativas a otras industrias, como la del automóvil.

Los aparatos y métodos incorporados en la presente pueden emplearse durante al menos una de las etapas del método de fabricación y servicio de aeronaves 900. Una o varias realizaciones ilustrativas pueden utilizarse durante al menos una de las fases de fabricación de componentes y subconjuntos 906, de integración del sistema 908, o de mantenimiento y servicio 914 de la figura 9. Por ejemplo, el sistema de inducción 102 de la figura 1 puede utilizarse durante la fabricación de componentes y subconjuntos 906 para formar y curar la carga de compuesto termoestable 104. La carga de compuesto termoestable 104 de la figura 1 puede conformarse y curarse durante la fabricación de componentes y subconjuntos 906 utilizando el método 800 de la figura 8.

Como se usa en la presente, la frase “al menos uno de”, cuando se usa con una lista de elementos, significa que se pueden usar diferentes combinaciones de uno o más de los elementos enumerados y solo uno de cada artículo de la lista puede ser necesario. En otras palabras, “al menos uno de” significa que se puede usar cualquier combinación de elementos y número de elementos de la lista, pero no todos los elementos de la lista son necesarios. El elemento puede ser un objeto concreto, una cosa o una categoría.

Por ejemplo, "al menos uno de los elementos A, B o C" puede incluir, sin limitación, el elemento A, el elemento A y el elemento B, o el elemento B. Este ejemplo también puede incluir el elemento A, el elemento B y el elemento C, o el elemento B y el elemento C. Por supuesto, puede estar presente cualquier combinación de estos elementos. En otros ejemplos, "al menos uno de" puede ser, por ejemplo, sin limitación, dos del elemento A, uno del elemento B y diez del elemento C; cuatro del elemento B y siete del elemento C; u otras combinaciones adecuadas.

La carga de compuesto termoestable 106 de la figura 1 puede conformarse y curarse en un componente de la aeronave 1000 unido durante la integración del sistema 908. El sistema de inducción 102 de la figura 1 puede utilizarse para formar componentes de repuesto utilizados durante el mantenimiento y servicio 914 de la figura 9. Por ejemplo, el sistema de inducción 102 de la figura 1 puede utilizarse para crear una estructura de compuesto a partir de la carga de compuesto termoestable 104 para formar un componente de repuesto utilizado durante el mantenimiento y servicio 914 de la figura 9. La carga de compuesto termoestable 104 de la figura 1 puede formarse y curarse en un componente para al menos uno del fuselaje 1002 o el interior 1006.

Los ejemplos ilustrativos proporcionan un primer material susceptor inteligente y un segundo material susceptor inteligente para formar y curar una carga de compuesto termoestable en un sistema de inducción. Tanto la conformación como el curado en un único sistema de inducción pueden reducir al menos uno de los costes generales de utillaje, la huella de utillaje, el tiempo de fabricación, las utilidades de fabricación o los residuos de fabricación. Por ejemplo, la conformación y curado mediante calentamiento por inducción puede consumir menos energía que el curado en autoclave. Como otro ejemplo, la conformación y el curado utilizando un único sistema de inducción puede reducir el desperdicio de material que supone embolsar y volver a embolsar una carga de compuesto termoestable para pasos de conformación y curado separados.

En algunos ejemplos ilustrativos, el sistema de inducción combina el uso de un calentador flexible estilo manta de susceptor inteligente con una herramienta laminada calentada por inducción que utiliza conchas de susceptor inteligente. En estos ejemplos ilustrativos, la manta de susceptor inteligente conformable se calienta hasta alcanzar la temperatura óptima de conformación y el laminado se conforma contra la superficie de la herramienta laminada utilizando presión neumática contra una membrana flexible. En algunos ejemplos ilustrativos, la manta de susceptor inteligente conformable es la membrana flexible. En otros ejemplos ilustrativos, se proporciona una membrana flexible separada para aplicar presión neumática.

A continuación, el utillaje laminado se calienta rápidamente a la temperatura de curado y se cura la carga. Este proceso permite conformar cargas iniciales planas o de forma sencilla en piezas de curado más complicadas en un paso combinado de conformado y curado. Este proceso utiliza el rápido laminado de formas sencillas junto con el eficaz y rápido conformado y curado utilizando menos mano de obra para mejorar la asequibilidad.

Además, la divulgación comprende ejemplos como los descritos en los siguientes párrafos enumerados:

Cláusula 1. Un sistema de inducción (102) configurado para proporcionar control de temperatura y presión para la conformación y curado de una carga de compuesto termoestable (104), el sistema de inducción (102) comprende: un primer troquel (112) y un segundo troquel (114) móviles entre sí, en el que el primer troquel (112) y el segundo troquel (114) forman una cavidad de troquel (110), el primer troquel (112) y el segundo troquel (114) comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas (122, 126), una pluralidad de entrehierros (124, 128) definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes; un primer material susceptor inteligente (130) dentro de la cavidad del troquel (110) y conectado al primer troquel (112), en el que el primer material susceptor inteligente (130) tiene una primera temperatura de Curie (134) un segundo material susceptor inteligente (132) dentro de la cavidad del troquel (110) y asociado al segundo troquel (114), en el que el segundo material susceptor inteligente (132) tiene una segunda temperatura de Curie (136) inferior a la primera temperatura de Curie (134); y una membrana flexible (155) entre el segundo troquel (114) y el primer material susceptor inteligente (130), en la que la membrana flexible (155) está configurada para recibir presión.

Cláusula 2. El sistema de inducción (102) de la cláusula 1 comprende además: un primer conjunto de conductores (116) que se extienden a través del primer troquel (112) y el segundo troquel (114) generando una primera gama de frecuencias (142), en el que el primer material susceptor inteligente (130) está configurado para ser calentado por la primera gama de frecuencias (142); y un segundo conjunto de conductores (138) generando una segunda gama de frecuencias (140), en el que el segundo material susceptor inteligente (132) está configurado para ser calentado por la segunda gama de frecuencias (140). 3. El sistema de inducción (102) de la cláusula 1, en el que el segundo material susceptor inteligente (132) es un componente de una manta de susceptor inteligente conformable (108) colocada dentro de la cavidad del troquel (110).

Cláusula 4. El sistema de inducción (102) de la cláusula 3, en el que la manta de susceptor inteligente conformable (108) comprende además la membrana flexible (155).

Cláusula 5. El sistema de inducción (102) de la cláusula 1, en el que el segundo material susceptor inteligente (132) es una placa de susceptor inteligente (156) situada debajo de la membrana flexible (155).

Cláusula 6. El sistema de inducción (102) de la cláusula 1 comprende además: un sistema de enfriamiento (152) configurado para proporcionar un medio de enfriamiento (154) a un primer conjunto de láminas metálicas apiladas de forma que el medio de enfriamiento (154) pase a través de los entrehierros entre el primer conjunto de láminas metálicas apiladas.

Cláusula 7. El sistema de inducción (102) de la cláusula 1, en el que el primer material susceptor inteligente (130) forma parte de una superficie de utillaje (158) con circuitos susceptores inteligentes (160) incorporados en la superficie de utillaje (158), y en el que la superficie de utillaje (158) está conectada al primer troquel (112).

Cláusula 8. El sistema de inducción (102) de la cláusula 1, en el que el primer material susceptor inteligente (130) conectado al primer troquel (112) forma parte de una primera superficie de utillaje (158) conectada al primer troquel (112), y el sistema de inducción (102) comprende además: una segunda superficie de utillaje (162) conectada al segundo troquel (114), en la que la segunda superficie de utillaje (162) comprende el primer material susceptor inteligente (130).

Cláusula 9. El sistema de inducción (102) de la cláusula 1 comprende además: una primera región de presión (144) dentro de la cavidad del troquel (110) formada por el primer material susceptor inteligente (130) y una película de vacío (150); una segunda región de presión (146) dentro de la cavidad del troquel (110) formada por la película de vacío (150) y la membrana flexible (155); y una tercera región de presión (148) formada por la membrana flexible (155) y una superficie de utillaje (162) conectada al segundo troquel (114).

Cláusula 10. Un sistema de inducción (102) configurado para proporcionar control de temperatura y presión para la conformación y curado de una carga de compuesto termoestable (104), el sistema de inducción (102) que comprende: una herramienta de inducción (106) que comprende: un primer troquel (112) y un segundo troquel (114) móviles entre sí, el primer troquel (112) y el segundo troquel (114) que comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas (122, 126), una pluralidad de entrehierros (124, 128) definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes; un primer conjunto de conductores (116); una primera superficie de susceptor inteligente (118) conectada al primer troquel (112); y una segunda superficie de susceptor inteligente (120) conectada al segundo troquel (114); y una manta de susceptor inteligente conformable (108) colocada dentro de una cavidad de troquel (110) de la herramienta de inducción (106).

Cláusula 11. El sistema de inducción (102) de la cláusula 10, en el que un primer material susceptor inteligente (130) de la primera superficie del susceptor inteligente (118) y de la segunda superficie del susceptor inteligente (120) tiene una temperatura de Curie más alta que un segundo material susceptor inteligente (132) de la manta de susceptor inteligente conformable (108).

Cláusula 12. El sistema de inducción (102) de la cláusula 10, en el que la manta de susceptor inteligente conformable (108) comprende un segundo conjunto de conductores (138) configurado para generar una segunda gama de frecuencias (140) separada de una primera gama de frecuencias (142) del primer conjunto de conductores (116).

Cláusula 13. El sistema de inducción (102) de la cláusula 10 comprende además: una primera región de presión (144) formada por la primera superficie del susceptor inteligente (118) y una película de vacío (150); una segunda región de presión (146) formada por la película de vacío (150) y la manta del susceptor inteligente conformable (108); y una tercera región de presión (148) formada por la manta del susceptor inteligente conformable (108) y la segunda superficie del susceptor inteligente (120).

Cláusula 14. Un método que comprende: colocar (802) una carga de compuesto termoestable (104) dentro de una cavidad de troquel (110) de una herramienta de inducción (106), en la que la herramienta de inducción (106) comprende un primer troquel (112) y un segundo troquel (114) móviles entre sí, y en el que el primer troquel de utillaje (112) y el segundo troquel de utillaje (114) forman la cavidad del troquel (110), el primer troquel (112) y el segundo troquel (114) comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas (122, 126), una pluralidad de entrehierros (124, 128) definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes; calentar (804) la carga de compuesto termoestable (104) dentro de la cavidad del troquel (110) hasta una temperatura de conformación utilizando un segundo material susceptor inteligente (132) dentro de la cavidad del troquel (110); desplazar (806) la carga de compuesto termoestable (104) dentro de la cavidad del troquel (110) hacia una primera superficie del susceptor inteligente (118) conectada al primer troquel (112) después de calentar la carga de compuesto termoestable (104) a la temperatura de conformación; aplicar presión (808) a la carga de compuesto termoestable (104) utilizando una membrana flexible (155) para conformar la carga de compuesto termoestable (104) a la primera superficie del susceptor inteligente (118); y calentar (810) la carga de compuesto termoestable (104) a una temperatura de curado utilizando la primera superficie del susceptor inteligente (118).

Cláusula 15. El método de la cláusula 14 comprende además: enfriar porciones de la primera superficie del susceptor inteligente (118) por debajo de una primera temperatura de Curie (134) de la primera superficie del susceptor inteligente (118).

Cláusula 16. El método de la cláusula 14, en el que el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) hasta la temperatura de conformación comprende el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) mediante una manta de susceptor inteligente conformable (108) colocada dentro de la cavidad del troquel (110), en la que la manta de susceptor inteligente conformable (108) comprende el segundo material susceptor inteligente (132).

Cláusula 17. El método de la cláusula 16, en el que mover la carga de compuesto termoestable (104) dentro de la cavidad del troquel (110) comprende aumentar una presión entre la manta de susceptor inteligente conformable (108) y una segunda superficie de susceptor inteligente (162) conectada al segundo troquel (114), en la que la manta de susceptor inteligente conformable (108) comprende la membrana flexible

(155). Cláusula 18. El método de la cláusula 16 comprende además: enfriar la carga de compuesto termoestable (104) de forma controlada enfriando simultáneamente la primera superficie del susceptor inteligente (118) utilizando un medio de enfriamiento (154) que fluye a través de la pluralidad de entrehierros (124, 128) del primer troquel (112) y aplicando calor desde la manta del susceptor inteligente conformable (108).

Cláusula 19. El método de la cláusula 16, en el que el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) hasta la temperatura de conformación comprende la generación de una segunda gama de frecuencias (140) utilizando una segunda pluralidad de conductores en la manta de susceptor inteligente conformable (108).

Cláusula 20. El método de la cláusula 19, en el que el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) hasta la temperatura de curado comprende la generación de un primer rango de frecuencias (142) utilizando una primera pluralidad de conductores, en el que un primer material susceptor inteligente (130) de la primera superficie del susceptor inteligente (118) está configurado para ser calentado por la primera gama de frecuencias (142), y en el que la primera gama de frecuencias (142) está separada de la segunda gama de frecuencias (140).

Cláusula 21. El método de la cláusula 14, en el que el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) dentro de la cavidad del troquel (110) hasta la temperatura de conformación utilizando el segundo material susceptor inteligente (132) comprende: calentar una primera cara (166) de la carga de compuesto termoestable (104) utilizando el segundo material susceptor inteligente (132); y calentar la cavidad del troquel (110) utilizando la primera superficie del susceptor inteligente (118).

La descripción de las diferentes realizaciones ilustrativas se ha presentado con fines ilustrativos y descriptivos, y no pretende ser exhaustiva o limitada a las realizaciones en la forma divulgada. Muchas modificaciones y variaciones serán aparentes para aquellos de habilidad ordinaria en el arte Además, diferentes realizaciones ilustrativas pueden proporcionar diferentes características en comparación con otras realizaciones ilustrativas. La realización o realización seleccionadas se eligen y describen con el fin de explicar mejor los principios de las realizaciones, la aplicación práctica, y para permitir que otros de habilidad ordinaria en el arte comprendan la divulgación de varias realizaciones con diversas modificaciones que se adapten al uso particular contemplado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método, que comprende:

colocar (802) una carga de compuesto termoestable (104) dentro de una cavidad de troquel (110) de una herramienta de inducción (106), en la que la herramienta de inducción (106) comprende un primer troquel (112) y un segundo troquel (114) móviles entre sí y en la que el primer troquel (112) y el segundo troquel (114) forman la cavidad del troquel (110), el primer troquel (112) y el segundo troquel (114) comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas (122, 126), una pluralidad de entrehierros (124, 128) definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes;

calentar (804) la carga de compuesto termoestable (104) dentro de la cavidad del troquel (110) hasta una temperatura de conformación utilizando un segundo material susceptor inteligente (132) dentro de la cavidad del troquel (110);

mover (806) la carga de compuesto termoestable (104) dentro de la cavidad del troquel (110) hacia una primera superficie del susceptor inteligente (118) conectada al primer troquel (112) después de calentar la carga de compuesto termoestable (104) a la temperatura de conformación;

aplicar presión (808) a la carga de compuesto termoestable (104) utilizando una membrana flexible (155) para conformar la carga de compuesto termoestable (104) a la primera superficie del susceptor inteligente (118); y calentar (810) la carga de compuesto termoestable (104) hasta una temperatura de curado utilizando la primera superficie del susceptor inteligente (118).

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además: enfriar porciones de la primera superficie de susceptor inteligente (118) por debajo de una primera temperatura de Curie (134) de la primera superficie del susceptor inteligente (118).

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) hasta la temperatura de conformación comprende el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) mediante una manta de susceptor inteligente conformable (108) colocada dentro de la cavidad del troquel (110), en la que la manta de susceptor inteligente conformable (108) comprende el segundo material susceptor inteligente (132).

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, donde mover la carga de compuesto termoestable (104) dentro de la cavidad del troquel (110) comprende aumentar una presión entre la manta de susceptor inteligente conformable (108) y una segunda superficie de susceptor inteligente (162) conectada al segundo troquel (114), en la que la manta de susceptor inteligente conformable (108) comprende la membrana flexible (155).

5. El método de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, donde el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) hasta la temperatura de conformación comprende la generación de un segundo rango de frecuencias (140) utilizando una segunda pluralidad de conductores en la manta de susceptor inteligente conformable (108).

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, donde el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) hasta la temperatura de curado comprende la generación de una primera gama de frecuencias (142) utilizando una primera pluralidad de conductores, en el que un primer material susceptor inteligente (130) de la primera superficie del susceptor inteligente (118) está configurado para ser calentado por la primera gama de frecuencias (142), y en el que la primera gama de frecuencias (142) está separado de la segunda gama de frecuencias (140).

7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde el calentamiento de la carga de compuesto termoestable (104) dentro de la cavidad del troquel (110) hasta la temperatura de conformación utilizando el segundo material susceptor inteligente (132) comprende:

calentar un primer lado (166) de la carga de compuesto termoestable (104) utilizando el segundo material susceptor inteligente (132); y

calentar la cavidad del troquel (110) utilizando la primera superficie del susceptor inteligente (118).

8. Un sistema de inducción (102) configurado para proporcionar un control de temperatura y presión para la conformación y curado de una carga de compuesto termoestable (104), estando el sistema de inducción (102) configurado para llevar a cabo un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, y que comprende:

un primer troquel (112) y un segundo troquel (114) móviles entre sí, en la que el primer troquel (112) y el segundo troquel (114) forman una cavidad de troquel (110), el primer troquel (112) y el segundo troquel (114) comprenden una pluralidad de láminas metálicas apiladas (122, 126), una pluralidad de entrehierros (124, 128) definidos entre láminas metálicas apiladas adyacentes;

un primer material susceptor inteligente (130) dentro de la cavidad del troquel (110) que tiene una primera superficie del susceptor inteligente (118) conectada al primer troquel (112), así como una segunda superficie del susceptor inteligente (120) conectada al segundo troquel (114), en la que el primer material susceptor inteligente (130) tiene una primera temperatura de Curie (134);

un segundo material susceptor inteligente (132) dentro de la cavidad del troquel (110) y asociado únicamente al segundo troquel (114), en la que el segundo material susceptor inteligente (132) tiene una segunda temperatura de Curie (136) inferior a la primera temperatura de Curie (134); y

una membrana flexible (155) entre el segundo troquel (114) y el primer material susceptor inteligente (130), en la que la membrana flexible (155) está configurada para recibir presión.

9. El sistema de inducción (102) de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende además:

un primer conjunto de conductores (116) que se extienden a través del primer troquel (112) y el segundo troquel (114) generando una primera gama de frecuencias (142), en el que el primer material susceptor inteligente (130) está configurado para ser calentado por la primera gama de frecuencias (142); y

un segundo conjunto de conductores (138) que genera una segunda gama de frecuencias (140), en el que el segundo material susceptor inteligente (132) está configurado para ser calentado por la segunda gama de frecuencias (140).

10. El sistema de inducción (102) de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, donde el segundo material susceptor inteligente (132) es un componente de una manta de susceptor inteligente conformable (108) colocada dentro de la cavidad del troquel (110).

11. El sistema de inducción (102) de acuerdo con la reivindicación 10, donde la manta de susceptor inteligente conformable (108) comprende además la membrana flexible (155).

12. El sistema de inducción (102) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, donde el segundo material susceptor inteligente (132) es una placa de susceptor inteligente (156) situada debajo de la membrana flexible (155).

13. El sistema de inducción (102) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, donde el primer material susceptor inteligente (130) forma parte de una superficie de utillaje (158) con circuitos susceptores inteligentes (160) incorporados en la superficie de utillaje (158), y en el que la superficie de utillaje (158) está conectada al primer troquel (112).

14. El sistema de inducción (102) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, donde el primer material susceptor inteligente (130) conectado al primer troquel (112) forma parte de una primera superficie de utillaje (158) conectada al primer troquel (112), y el sistema de inducción (102) comprende además: una segunda superficie de utillaje (162) conectada al segundo troquel (114), en la que la segunda superficie de utillaje (162) comprende el primer material susceptor inteligente (130).

15. El sistema de inducción (102) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, que comprende además:

una primera región de presión (144) dentro de la cavidad del troquel (110) formada por el primer material susceptor inteligente (130) y una película de vacío (150);

una segunda región de presión (146) dentro de la cavidad del troquel (110) formada por la película de vacío (150) y la membrana flexible (155); y

una tercera región de presión (148) formada por la membrana flexible (155) y una superficie de utillaje (162) conectada al segundo troquel (114).