ES3068080T3

ES3068080T3 - Dispositivo y procedimiento para el estampado de una pieza en bruto de material compuesto con matriz termoplástica

Info

Publication number: ES3068080T3
Application number: ES25152125T
Authority: ES
Inventors: Laurent Zawadka
Original assignee: Daher Aerospace SAS
Current assignee: Daher Aerospace SAS
Priority date: 2024-03-15
Filing date: 2025-01-15
Publication date: 2026-05-27
Anticipated expiration: 2045-01-15
Also published as: CN120645476A; EP4617047C0; FR3160123A1; EP4617047A1; US20250289194A1; EP4617047B1; CA3266642A1; FR3160123B1

Abstract

La invención se refiere a un sistema de estampado que comprende: una pieza en bruto contorneada (200) que comprende una matriz de polímero termoplástico; un bastidor de transferencia (400) adaptado para soportar la pieza en bruto; un dispositivo de estampado que comprende una matriz de estampado (500) y un punzón móvil (800); en el que: el bastidor de transferencia comprende una pluralidad de elementos de retención (300), cada elemento de retención (300) adaptado para inmovilizar con respecto a sí mismo una parte de la pieza en bruto (200); cada elemento de retención (300) de la pluralidad comprende un orificio de centrado (390) adaptado para cooperar con un eje de centrado (590) de un elemento receptor (550) de la matriz de estampado; cada elemento receptor (550) está conectado a la matriz de estampado mediante una articulación pivotante horizontal (521); el elemento receptor (550) comprende un medio de guía de traslación (520) de manera que el elemento de retención (300) se guía en traslación con respecto a dicho elemento receptor (550). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Dispositivo y procedimiento para el estampado de una pieza en bruto de material compuesto con matriz termoplásticaCampo técnico

[0003] La invención pertenece al campo de la aplicación de materiales compuestos con matriz de polímero termoplástico. De manera más particular, la invención pertenece al campo del conformado por estampado, en el que una pieza en bruto en forma de placa de material compuesto consolidada y reforzada con fibras se conforma mediante deformación entre un punzón y una matriz emparejados.

[0004] Técnica anterior

[0005] El estampado es una técnica de conformado de materiales compuestos con matriz termoplástica que permite obtener, a partir de una pieza en bruto, una forma tridimensional no desarrollable.

[0006] De manera más particular, cuando la pieza en bruto está reforzada con fibras continuas en forma de estratificación de capas, en concreto, fibras constituidas por un material que no presenta plasticidad, tales como fibras de carbono o de vidrio, la deformación de la pieza en bruto durante el estampado, de modo que esta adopte las formas del punzón y de la matriz, se realiza, en concreto, mediante deslizamientos interlaminares.

[0007] Para este fin, la pieza en bruto consolidada o semiconsolidada, es decir, rígida, se calienta a una temperatura del orden de la temperatura de fusión de la matriz de polímero termoplástico antes del estampado, para permitir este modo de deformación.

[0008] La pieza en bruto, que se encuentra entonces en un estado desconsolidado, se somete al estampado y se reconsolida en su forma al finalizar este estampado.

[0009] Antes del estampado y durante el calentamiento, la pieza en bruto es portada por un bastidor de transferencia tal y como se describe en el documento EP 3065931 o en la solicitud de patente europea EP2023201473 en tramitación junto con la presente, bastidor que también permite el posicionamiento preciso de la pieza en bruto con respecto a la herramienta de estampado. El documento CN208714531U se refiere a un sistema de estampado.

[0010] Sin embargo, estas técnicas de la técnica anterior dan buenos resultados cuando la pieza final (100) incluye una parte curvada (110), como se muestra en la [Fig.1], y el conformado de dicha parte implica una contracción del material, pueden formarse arrugas, lo que, en la pieza final, se traduce en ondulaciones, a veces intensas, de las capas, o incluso el escurrido de la matriz de polímero entre las capas.

[0011] El fenómeno de la aparición de arrugas en las partes contraídas durante el estampado es, en esencia, geométrico, pero en el caso de una pieza en bruto de material compuesto reforzada con fibras continuas que no presenta plasticidad, este fenómeno tiende a propagarse por toda la pieza, incluyendo en zonas no contraídas.

[0012] Además de la diferencia de forma, estos defectos reducen considerablemente las propiedades mecánicas de la pieza y la hacen inadecuada para su uso, en ese caso, la pieza se descarta y, sencillamente, no es factible mediante las técnicas de la técnica anterior.

[0013] Sumario de la invención

[0014] La invención tiene por objeto resolver las deficiencias de la técnica anterior y, a tal fin, se refiere a un sistema de estampado que comprende:

[0015] una pieza en bruto recortada que comprende fibras de refuerzo en una matriz de polímero termoplástico; un bastidor de transferencia adaptado para soportar la pieza en bruto a lo largo de al menos dos bordes de dicha pieza en bruto y que comprende una zona abierta entre estos al menos dos bordes;

[0016] un dispositivo de estampado que comprende una matriz de estampado y un punzón móvil verticalmente con respecto a la matriz de estampado según una posición abierta y una posición cerrada, definiendo la posición cerrada un entrehierro entre las paredes de la matriz de estampado y las paredes del punzón;

[0017] medios para desplazar el bastidor de transferencia por encima de la matriz de estampado y entre una posición superior y una posición inferior con respecto a la matriz;

[0018] sistema en el que:

[0019] el bastidor de transferencia comprende una pluralidad de elementos de sujeción distribuidos por los al menos dos bordes, estando adaptado cada elemento de sujeción para inmovilizar, con respecto a sí mismo, una parte de la pieza en bruto;

[0020] cada elemento de sujeción de la pluralidad comprende un orificio de centrado adaptado para cooperar con un eje de centrado de un elemento receptor de la matriz de estampado;

[0021] la matriz de estampado comprende una pluralidad de elementos receptores adaptados para cooperar con la pluralidad de elementos de sujeción, para conectar cada elemento de sujeción con cada elemento receptor mediante los medios de centrado cuando el bastidor de transferencia pasa de la posición superior a la posición inferior;

[0022] estando unido cada elemento receptor a la matriz de estampado mediante una unión pivotante de eje horizontal; y

[0023] el elemento receptor comprende un medio de guía en traslación, de modo que, estando el elemento de sujeción conectado al elemento receptor, el elemento de sujeción es guiado en traslación con respecto a dicho elemento receptor en un plano paralelo al eje de la unión pivotante y en una dirección perpendicular al eje de la unión pivotante.

[0024] De este modo, estando conectados los elementos de sujeción a los elementos receptores, estos, mientras acompañan a la pieza en bruto en su conformado, ejercen una tensión sobre la pieza en bruto durante el estampado, evitando de este modo la formación de arrugas.

[0025] La invención puede implementarse según los modos de realización expuestos a continuación, que deben considerarse individualmente o según cualquier combinación técnicamente operativa.

[0026] Según un modo de realización, un elemento de sujeción es una pinza.

[0027] Ventajosamente, un elemento de sujeción comprende unas garras adaptadas para insertarse en agujeros practicados en los al menos dos bordes de la pieza en bruto.

[0028] Ventajosamente, el elemento de sujeción comprende una cubierta de protección térmica que cubre una zona en la que se encuentran las garras.

[0029] De este modo, la parte de la pieza en bruto que se encuentra en la pinza no se desconsolida durante el calentamiento de la pieza en bruto, garantizando de este modo una sujeción firme de la pieza en bruto en esa zona durante el calentamiento y durante el estampado.

[0030] Ventajosamente, la unión pivotante de eje horizontal comprende un dispositivo de indexación en una posición adaptada para recibir el elemento de sujeción cuando el bastidor de transferencia pasa de la posición superior a la posición inferior.

[0031] Según un modo de realización, el dispositivo de indexación comprende un ajuste de un par de desindexación alrededor del eje de la unión pivotante.

[0032] Ventajosamente, un elemento receptor comprende un resorte adaptado para oponer una fuerza al desplazamiento de un elemento de sujeción según la guía en traslación del elemento receptor.

[0033] Ventajosamente, la guía en traslación comprende un rodamiento. Esto permite absorber las fuerzas laterales que corresponden al tensado de la pieza en bruto y, de este modo, garantizar que no se produzca ningún atascamiento en el movimiento de traslación de los elementos de sujeción con respecto a los elementos de recepción en presencia de estas fuerzas.

[0034] Según un modo de realización, el sistema comprende medios para un control de un par de basculamiento del elemento receptor alrededor de la unión pivotante durante el estampado. Este modo de realización permite, a la vez, un control más preciso de la tensión en la pieza en bruto y la gestión de los riesgos de colisión entre los elementos de sujeción y el punzón durante un estampado.

[0035] Ventajosamente, los medios para el control del par de basculamiento comprenden medios para aplicar un programa de control del par de basculamiento en función de un parámetro medido durante el estampado, elegido entre el desplazamiento del punzón y una fuerza aplicada al punzón.

[0036] Según modos de realización, las fibras de refuerzo se seleccionan entre fibras continuas, fibras largas y fibras cortas.

[0037] Breve descripción de los dibujos

[0038] La invención se puede implementar según los modos de realización preferidos, de ninguna manera limitativos, expuestos, a continuación, con referencia a las [Fig.1] a [Fig.9] en las que:

[0039] Fig.1

[0040] La [Fig.1] muestra en perspectiva un ejemplo de pieza realizada mediante el dispositivo y, en sección, un esquema de principio de una operación de estampado;

[0041] Fig.2

[0042] La [Fig.2] muestra, en vista superior, un ejemplo de fabricación de una pieza en bruto de material compuesto para la realización de la pieza de la [Fig.1];

[0043] Fig.3

[0044] La [Fig.3] es una vista parcial en perspectiva y en despiece de un ejemplo de realización de un elemento de sujeción del dispositivo;

[0045] Fig.4

[0046] La [Fig.4] muestra, en vista superior, un ejemplo de realización de un bastidor de transferencia destinado a sostener la pieza en bruto de la [Fig.2] y que implementa los elementos de sujeción de la [Fig.3];

[0047] Fig.5

[0048] La [Fig.5] es una vista sección AA definida en la [Fig.4] que muestra un ejemplo de realización de un elemento de retención que comprende un elemento de sujeción y un elemento receptor;

[0049] Fig.6

[0050] La [Fig.6] muestra según una vista parcial en sección BB definida [Fig.9], un ejemplo de realización de un elemento de retención que comprende un elemento de sujeción y de un elemento receptor;

[0051] Fig.7

[0052] La [Fig.7] muestra, según una vista parcial en sección BB, otro ejemplo de realización de un elemento de retención;

[0053] Fig.8

[0054] La [Fig.8] muestra, en una vista parcial en sección BB, otro ejemplo de realización de un elemento de retención que comprende medios de ajuste de un par de basculamiento de una parte superior de guía;

[0055] Fig.9

[0056] La [Fig.9] es una vista superior de una matriz de estampado que comprende una pluralidad de elementos de retención, la pieza en bruto formada tras el estampado, también representa las fuerzas ejercidas por los elementos de sujeción sobre la pieza en bruto en proceso de estampado.

[0057] Para facilitar la lectura, no todas las piezas aparecen representadas en todas las figuras.

[0058] Descripción de los modos de realización

[0059] [Fig.1] el principio del estampado consiste en conformar una pieza en bruto inicialmente plana mediante su conformado entre una matriz de estampado (500) que comprende una cavidad (810) y un punzón emparejado (800), cuya forma exterior se encuentra separada de la forma de la cavidad por un entrehierro (190) correspondiente al espesor de la pieza acabada.

[0060] Este conformado se lleva a cabo mediante un movimiento relativo de aproximación (150) del punzón (800) y de la matriz de estampado (500).

[0061] A lo largo de todo el texto, los conceptos de vertical u horizontal son relativos y se refieren al movimiento de estampado relativo del punzón con respecto a la matriz de estampado de la herramienta. Cuando la herramienta está montada en una prensa, este movimiento se efectúa, en la mayoría de los casos, en una dirección vertical.

[0062] Un experto en la materia comprende que este desplazamiento relativo del punzón con respecto a la matriz puede efectuarse, en otras máquinas de implementación, en otras direcciones, en concreto, horizontal, sin modificar el funcionamiento del sistema. De este modo, por convención, la dirección vertical es la dirección del movimiento del punzón, impuesta por la prensa, durante el estampado.

[0063] [Fig.2] según un ejemplo de realización, la pieza representada en la [Fig.1] se obtiene mediante el estampado de una pieza en bruto (200) plana constituida por un compuesto estratificado cuya matriz está constituida por un polímero termoplástico reforzado con capas de fibras continuas (210), es decir, que se extienden de un borde al otro de la pieza en bruto.

[0064] Según los ejemplos de realización, la pieza en bruto (200) se corta mediante chorro de agua abrasivo o con una herramienta de corte, en una placa consolidada, obtenida mediante un procedimiento tal como se describe en el documento EP 2819823, o, se consolida parcialmente, obtenida mediante el laminado de capas preimpregnadas o mediante la colocación de fibras según el procedimiento descrito en los documentos EP 3096940 o US 2018/0319102. Según modos de realización no limitativos y, de manera más particular, para aplicaciones aeronáuticas, el polímero termoplástico que constituye la matriz se elige entre PEI, PPS, PEEK, PEK, PEKK o LMPAEK<®>, con:

[0065] PEI: polieterimida,

[0066] PPS: poli(sulfuro de fenileno),

[0067] PEEK: polieteretercetona,

[0068] PEK: polietercetona,

[0069] PEKK: polietercetonacetona, y

[0070] LMPAEK<®>: "Low Melting PolyArylEtherKetone", nombre comercial de una poliariletercetona de baja temperatura de fusión distribuida por VICTREX PLC Ctrex Technology Centre Hillhouse International, Thornton FY54QD, Reino Unido.

[0071] Según ejemplos no limitativos, el refuerzo fibroso está constituido por fibras de carbono, vidrio, aramida (Kevlar<®>) en forma de tejido, de tela no tejida, de una lámina unidireccional o se deposita mediante la colocación automática de fibras.

[0072] Independientemente de cuál sea el modo de realización, la pieza en bruto es rígida a temperatura ambiente y debe llevarse a una temperatura cercana, y por lo general ligeramente superior, a la temperatura de fusión de la matriz de polímero para permitir el estampado.

[0073] Este calentamiento se realiza ventajosamente mediante el paso de la pieza en bruto, soportada en un bastidor de transferencia, bajo paneles radiantes. Según un ejemplo de realización, el bastidor de transferencia puede permitir, además, realizar un calentamiento de ambas caras de la pieza en bruto.

[0074] Según un ejemplo de realización, la pieza en bruto comprende una pluralidad de perforaciones (220) de un diámetro comprendido entre 2 mm y 5 mm, según el espesor de la pieza en bruto, y distribuidos a lo largo de al menos dos bordes opuestos de la pieza en bruto.

[0075] El borde de las perforaciones se sitúa a una distancialdel borde de la pieza en bruto, conlal menos igual al espesor de la pieza en bruto.

[0076] [Fig.3] las perforaciones en el borde de la pieza en bruto están configuradas para cooperar con los elementos de sujeción (300).

[0077] Cada elemento de sujeción comprende una base (310), la cual, según este ejemplo de realización, puede comprender una pluralidad de garras (320) adaptadas para insertarse en las perforaciones en el borde de la pieza en bruto. Sin embargo, para determinadas aplicaciones, los elementos de sujeción pueden ser pinzas sin garras.

[0078] Una placa (330) ensamblada a la base y que cubre, cuando se ensambla con la base, la parte de borde de la pieza en bruto situada cerca de las perforaciones en las que se insertan las garras (320).

[0079] Cada elemento de sujeción (300) descansa sobre dos brazos (340), por ejemplo, por medio de pasadores (350) que se extienden a ambos lados de la base (310) y que se insertan, cada uno, en una muesca abierta (345) en el extremo de cada brazo (340).

[0080] [Fig.4] Los brazos (340) están unidos al bastidor de transferencia (400) por su extremo opuesto al de la muesca (345). La posición y la orientación de los brazos (340) con respecto al bastidor de transferencia (400) son ajustables.

[0081] [Fig.3], la base (310), la placa (330), las garras (320) y los brazos (340) están fabricados, por ejemplo, en acero, por ejemplo, un acero con un bajo coeficiente de dilatación térmica del tipo INVAR<®>, para minimizar las tensiones de la dilatación diferencial con respecto a la pieza en bruto durante el calentamiento de esta última.

[0082] Además de la sujeción en posición de la pieza en bruto, la placa (330) tiene una función de protección térmica y permite, durante el calentamiento de la pieza en bruto, limitar la temperatura de la zona de la pieza en bruto situada debajo de la placa, de modo que dicha zona pueda garantizar la sujeción y la tensión de la pieza en bruto durante el estampado.

[0083] De este modo, para permitir el deslizamiento interlaminar durante el estampado, la pieza en bruto debe llevarse en su casi totalidad a una temperatura de Tf 30 °C a Tf 50 °C, donde Tf es la temperatura de fusión del polímero termoplástico que constituye la matriz de la pieza en bruto de material compuesto. La parte en el borde de la pieza en bruto y sujeta por los elementos de sujeción en una distancialentre las garras (320) y el borde de la pieza en bruto, debe llevarse a una temperatura del orden de o ligeramente inferior (entre Tf - 20 °C y Tf 5 °C) a la temperatura de fusión del polímero, para permitir la sujeción de estas partes durante el estampado.

[0084] [Fig.4] la pieza en bruto (200) instalada sobre el bastidor de transferencia (400) y fijada a este mediante los elementos de sujeción (300) y los brazos (340), se transmite mediante un mecanismo de transferencia (no representado) por debajo de los paneles radiales durante un tiempo suficiente para su calentamiento a una temperatura superior a la temperatura de fusión de la matriz de polímero, durante un tiempo suficiente para garantizar la desconsolidación de la pieza en bruto.

[0085] A continuación, el bastidor de transferencia (400) que porta la pieza en bruto desconsolidada se coloca entre la matriz de estampado y el punzón, es decir, en una posición superior por encima de la matriz de estampado en una prensa vertical.

[0086] El bastidor de transferencia (400) comprende una abertura tal que esta abarca un perímetro exterior (410) de la matriz de estampado. De este modo, según el ejemplo de una prensa vertical, partiendo de la posición superior, el bastidor de transferencia (400) que porta la pieza en bruto desconsolidada puede descender a una posición inferior según un movimiento vertical hacia la matriz de estampado.

[0087] [Fig.3] Los elementos de sujeción (300) comprenden un dispositivo de centrado y posicionamiento diseñado para cooperar con un dispositivo de sujeción y posicionamiento portado por la matriz de estampado. Según un ejemplo de realización, este dispositivo comprende, en el lado del elemento de sujeción, un orificio de centrado (390) que atraviesa la base (310) y la placa, fuera de la zona de prensión de la pieza en bruto.

[0088] Según variantes de realización, este orificio de centrado (390) puede ser cilíndrico o cónico.

[0089] [Fig.5] cuando el bastidor de transferencia se encuentra en la posición inferior, los pasadores (350) de los elementos de sujeción (300) se liberan de los brazos (340). Frente a cada elemento de sujeción (300), la matriz de estampado (500) comprende un elemento receptor (550) fijado a dicha matriz de estampado.

[0090] Cada elemento receptor (550) comprende un eje de centrado (590) sustancialmente vertical según este ejemplo de realización, configurado para insertarse en el orificio de centrado (390) del elemento de sujeción (300), de modo que cuando el bastidor de transferencia pasa de la posición superior a la posición inferior, dicho eje de centrado (590) se inserta en dicho orificio de centrado (390).

[0091] El conjunto, que comprende un elemento de sujeción unido a un eje de centrado (590) de un elemento receptor (550), constituye un elemento de retención (501).

[0092] De este modo, el elemento de sujeción está adaptado para pivotar alrededor del eje de centrado (590). Según un modo de realización particular, tal como se representa [Fig.5], para uno o varios elementos de sujeción (300), el orificio de centrado (390) puede ser un orificio oblongo que permite, durante el estampado de la pieza en bruto, un desplazamiento lateral limitado del elemento de sujeción (300) con respecto al eje de centrado (590), además del pivotamiento.

[0093] Según un ejemplo de realización, el elemento de receptor (550) comprende una base (510) fijada a la matriz de estampado (500) y una parte superior de guía (520) unida a la base (510) mediante una unión pivotante que pivota alrededor de un eje horizontal (521) y sustancialmente paralela al borde de la pieza en bruto en la parte de esta sujeta por el elemento de sujeción (300).

[0094] La parte superior de guía (520) comprende medios de guía en traslación del eje de centrado (590) en forma de acanaladuras (522, 523) que se extienden en una dirección sustancialmente perpendicular al eje (521) de la unión pivotante entre la parte superior de guía (520) y la base (510) del elemento receptor.

[0095] Según este ejemplo de realización, el eje de centrado (590) se guía en una acanaladura superior (522) mediante un rodamiento de bolas (530), cuya función es esencialmente absorber las fuerzas laterales durante el estampado de la pieza en bruto, y en una acanaladura inferior (523) mediante una chaveta (540).

[0096] Según otro modo de realización, [Fig.7], la chaveta (740) no guía el eje de centrado y solo realiza un posicionamiento inicial del mismo, antes del estampado, mediante un mecanismo de indexación (741), garantizando de este modo el posicionamiento del eje de centrado (590) y su alineación con el orificio de centrado (390) durante el descenso del bastidor de transferencia sobre la matriz de estampado. Un tornillo (742) permite ajustar la posición inicial de la chaveta (740) y del eje de centrado (590).

[0097] [Fig.6], según un ejemplo de realización, el elemento receptor puede comprender un mecanismo de indexación (630) que sujeta la parte superior de guía (520) en una posición tal que el eje de centrado (590) sea vertical. Según una variante ventajosa, el par por el cual la parte superior de guía (520) se desindexa por rotación alrededor del eje (521) de su unión pivotante con la base (510) es ajustable.

[0098] Según un principio similar, en el ejemplo de realización [Fig.7], el mecanismo de indexación (741) puede calibrarse de manera que libere el eje de centrado en traslación para una fuerza dada.

[0099] De este modo, durante el desplazamiento del bastidor de transferencia desde la posición superior a la posición inferior y antes de la operación de estampado, los ejes de centrado (590) de los elementos receptores se insertan en los orificios correspondientes de los elementos de sujeción (300) y los elementos de sujeción, que descansan sobre los elementos receptores, son sustancialmente horizontales.

[0100] Para realizar el estampado, el punzón se aproxima a la matriz de estampado (500) con un movimiento en dirección vertical y, al hacerlo, ejerce una presión de conformado sobre la pieza en bruto, obligándola a adoptar la forma de la cavidad de la matriz de estampado (500).

[0101] Bajo el efecto de esta acción de conformado sobre la pieza en bruto, las partes superiores de guía (520) de los elementos receptores se desindexan y basculan (691) alrededor de su unión pivotante con sus bases (510), acompañando la deformación de la pieza en bruto.

[0102] De manera similar, en el modo de realización de la invención [Fig.7], el eje de centrado (590) se desindexa de la chaveta (740), lo que permite el deslizamiento relativo del elemento de sujeción (300) con respecto a la parte superior de guía (520).

[0103] Las partes de la pieza en bruto (200) que se encuentran en los elementos de sujeción (300) permanecen firmemente sujetas.

[0104] A medida que avanza el conformado, el eje de centrado (590) y el elemento de sujeción (300) se deslizan (692) con respecto a la parte superior de guía (520), guiados en traslación por el rodamiento de bolas y la chaveta (540) en sus respectivas acanaladuras.

[0105] Según un ejemplo de realización, el dispositivo puede comprender un ajuste (640) de la fuerza que se opone a este deslizamiento, por ejemplo, por medio de un resorte.

[0106] [Fig.8], según un ejemplo de realización, compatible con los anteriores, el dispositivo puede comprender medios de control o de regulación del par de basculamiento de la parte superior de guía (520).

[0107] Según un modo de realización, estos medios de control comprenden un tensor (840) capaz de aplicar tensión a un enlace (841), tal como un cable o una cadena, conectado a una parte superior de guía (520) de un elemento de retención, mediante un sistema de poleas (842).

[0108] Según unas variantes, el tensor es, por ejemplo, un resorte calibrado o, según otro modo de realización, el tensor es un accionador, tal como un cilindro eléctrico o un cilindro de cadena, controlado por un sistema informático para aplicar una tensión definida en el enlace (841), tensión medida por un sensor de fuerza (891) y controlada según un programa en función de la información (892) relativa a la posición vertical o a la fuerza aplicada sobre el punzón (800).

[0109] Dicho medio de control puede actuar sobre la totalidad o parte de los elementos de retención según el mismo perfil de control o perfiles de control de fuerza diferentes, según el elemento de retención en cuestión.

[0110] Estos perfiles de control pueden determinarse mediante simulaciones y/o ensayos previos a la puesta en producción del dispositivo de estampado.

[0111] Además, estos medios de control permiten además evitar cualquier colisión entre el punzón (800) y los elementos de sujeción (300) durante un estampado.

[0112] [Fig.9] las distancias entre los elementos de sujeción (300) enganchados a sus elementos receptores (550) son sustancialmente fijas durante el estampado.

[0113] Según una primera variante, preferida, los orificios de centrado (390) son cilíndricos y solo permiten un desplazamiento angular de los elementos de sujeción (300) alrededor del eje de centrado (590), elementos de sujeción que se alinean con la tensión provocada en la pieza en bruto (200).

[0114] Según otra variante, el orificio de centrado (390) de al menos uno de los elementos de sujeción (300) es oblongo, y permite de este modo, además de la alineación angular, un desplazamiento lateral limitado en traslación de los elementos de sujeción que presentan esta disposición.

[0115] Sea cual sea la variante, estos dispositivos garantizan, a la vez, un acompañamiento de la pieza en bruto (200) durante su deformación, evitando de este modo cualquier desgarro o atascamiento, al tiempo que se ejercen tensiones sobre la pieza en bruto durante el estampado, tensiones simbolizadas por las flechas representadas [Fig.9], evitando de este modo la formación de arrugas.

[0116] La aplicación de estas tensiones, variables durante el proceso de estampado, está ajustada, en su caso, de forma individual para cada elemento de retención, por al menos un parámetro entre:

[0117] la posición del elemento receptor (550) con respecto a la cavidad de conformado de la matriz de estampado; el par de desindexación de la parte de guía de traslación del elemento receptor con respecto a su base;

[0118] la fuerza opuesta al desplazamiento del eje de centrado en la parte de guía en traslación del elemento receptor; los medios de control del par de basculamiento de la parte superior de guía; y

[0119] la forma del orificio de centrado (390) del elemento de sujeción: cilíndrica u oblonga, y el juego lateral máximo permitido del eje de centrado (590) en dicho orificio de centrado.

[0120] Estos ajustes, así como el número de elementos de retención que deben tenerse en cuenta para un conformado dado, se determinan mediante la experiencia, mediante ensayos preliminares y, en caso necesario, con la ayuda de simulaciones digitales del conformado. Una vez establecidos estos ajustes, se mantienen constantes en toda la serie de piezas fabricadas.

[0121] Aunque el dispositivo descrito anteriormente resulta especialmente adecuado para el conformado por estampado de una pieza en bruto de material compuesto con una matriz termoplástica reforzada con fibras continuas, la aparición de arrugas al conformar una pieza en bruto en un molde que comprende una zona de contracción se da en piezas en bruto de material compuesto de otro tipo, en particular en materiales compuestos termoplásticos reforzados con fibras largas (no continuas) o fibras cortas, o incluso sin reforzar, o reforzados con fibras termoplásticas que presenten cierta plasticidad a la temperatura de conformado.

[0122] El dispositivo descrito anteriormente sigue siendo válido para el conformado por estampado de estos otros materiales. La descripción anterior y los ejemplos de realización muestran que el dispositivo alcanza el objetivo que tiene por objeto, de manera más particular, permite tensar una pieza en bruto de material compuesto termoplástico, en particular, reforzado con fibras continuas que no son susceptibles de deformación plástica, tales como fibras de carbono o de vidrio, para evitar la formación de arrugas en un conformado por estampado que comprenda una zona de contracción.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Sistema de estampado que comprende:

una pieza en bruto (200) recortada que comprende fibras de refuerzo en una matriz de polímero termoplástico; un bastidor de transferencia (400) adaptado para soportar la pieza en bruto a lo largo de al menos dos bordes de dicha pieza en bruto y que comprende una zona abierta entre estos al menos dos bordes;

un dispositivo de estampado que comprende una matriz de estampado (500) y un punzón (800) móvil verticalmente con respecto a la matriz de estampado (500) según una posición abierta y una posición cerrada, definiendo la posición cerrada un entrehierro (190) entre las paredes de la matriz de estampado y las paredes del punzón; medios para desplazar el bastidor de transferencia por encima de la matriz de estampado (500) y entre una posición superior y una posición inferior con respecto a la matriz de estampado;

caracterizado por que:

el bastidor de transferencia comprende una pluralidad de elementos de sujeción (300) distribuidos por los al menos dos bordes, estando adaptado cada elemento de sujeción (300) para inmovilizar, con respecto a sí mismo, una parte de la pieza en bruto (200);

cada elemento de sujeción (300) de la pluralidad comprende un orificio de centrado (390) adaptado para cooperar con un eje de centrado (590) de un elemento receptor (550) de la matriz de estampado;

la matriz de estampado comprende una pluralidad de elementos receptores (550) adaptados para cooperar con la pluralidad de elementos de sujeción (300), para conectar cada elemento de sujeción con cada elemento receptor mediante medios de centrado (390, 590) cuando el bastidor de transferencia (400) pasa de la posición superior a la posición inferior;

estando unido cada elemento receptor (550) a la matriz de estampado mediante una unión pivotante de eje horizontal (521); y

el elemento receptor (550) comprende un medio de guía en traslación (520), de modo que, estando el elemento de sujeción (300) conectado al elemento receptor (550), el elemento de sujeción (300) es guiado en traslación con respecto a dicho elemento receptor (550) en un plano paralelo al eje de la unión pivotante (521) y en una dirección perpendicular al eje de la unión pivotante (521).

2. Sistema según la reivindicación 1, en donde un elemento de sujeción es una pinza.

3. Sistema según la reivindicación 1, un elemento de sujeción comprende unas garras (320) adaptadas para insertarse en agujeros (220) practicados en los al menos dos bordes de la pieza en bruto (200).

4. Sistema según la reivindicación 3, en donde el elemento de sujeción comprende una cubierta de protección térmica (330) que cubre una zona en la que se encuentran las garras (320).

5. Sistema según la reivindicación 1, en donde la unión pivotante de eje horizontal comprende un dispositivo de indexación (630) en una posición adaptada para recibir el elemento de sujeción (300) cuando el bastidor de transferencia (400) pasa de la posición superior a la posición inferior.

6. Sistema según la reivindicación 5, en donde el dispositivo de indexación (630) comprende un ajuste de un par de desindexación alrededor del eje (521) de la unión pivotante.

7. Sistema según la reivindicación 1, en donde un elemento receptor (550) comprende un resorte (641) adaptado para oponer una fuerza al desplazamiento de un elemento de sujeción (300) según la guía en traslación del elemento receptor.

8. Sistema según la reivindicación 1, en donde la guía de traslación comprende un rodamiento (530).

9. Sistema según la reivindicación 1, que comprende medios (840, 841, 842) para un control de un par de basculamiento del elemento receptor (550) alrededor de la unión pivotante (521) durante el estampado.

10. Sistema según la reivindicación 9, en donde los medios para el control del par de basculamiento comprenden medios (890, 891, 892) para aplicar un programa de control del par de basculamiento en función de un parámetro medido durante el estampado, elegido entre el desplazamiento del punzón (800) y una fuerza aplicada al punzón.

11. Sistema según la reivindicación 1, en donde las fibras de refuerzo se seleccionan entre fibras continuas (210), fibras largas y fibras cortas.