IT202000018136A1 - Procedimento per la fabbricazione di un componente strutturale in materiale composito irrigidito con almeno un corrente - Google Patents

Procedimento per la fabbricazione di un componente strutturale in materiale composito irrigidito con almeno un corrente Download PDF

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IT202000018136A1
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cut
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Stefano Giuseppe Corvaglia
Pasquale Gambardella
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Leonardo Spa
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?PROCEDIMENTO PER LA FABBRICAZIONE DI UN COMPONENTE STRUTTURALE IN MATERIALE COMPOSITO IRRIGIDITO CON ALMENO UN CORRENTE?
SETTORE TECNICO
La presente invenzione ? relativa ad un procedimento per la fabbricazione di un componente strutturale in materiale composito, irrigidito con almeno un corrente (in inglese ?stringer?).
In particolare, la presente descrizione far? esplicitamente riferimento alla fabbricazione di una fusoliera, di un?ala, di porzioni delle stesse o di altre parti strutturali di un aeromobile senza per questo perdere in generalit?.
STATO DELL?ARTE
Sono noti componenti strutturali impiegati nel campo dell?aviazione, ad esempio fusoliere, ali e loro parti, realizzati in materiale composito. L?utilizzo di tale materiale ? dettato dall?esigenza di ridurre il peso complessivo dei velivoli e di eliminare o minimizzare i problemi di corrosione delle strutture aeronautiche.
Nelle soluzioni pi? diffuse il materiale composito impiegato ? costituito da materiale in fibra, ad esempio fibra di carbonio, pre-impregnato con resina epossidica, BMI o di altra natura non curata o pre-curata. Il materiale viene depositato in stampi e poi processato in temperatura e pressione. In altri metodi si utilizza la fibra secca che viene generalmente impregnata con della resina fluida secondo un processo ben noto (ad esempio mediante il metodo noto come ?Resin Transfer Moulding? o RTM).
Tipicamente, i componenti strutturali del tipo sopra descritto, quali fusoliere, ali o loro parti, vengono realizzati mediante l?unione di una pelle (in inglese ?skin?) in materiale composito con una pluralit? di correnti di irrigidimento (in inglese ?stiffening stringer?) anch?essi in materiale composito e posizionati generalmente paralleli ad una direzione di estensione predefinita del componente strutturale stesso.
In particolare, ciascun corrente ? solitamente definito da un profilato longitudinale a parete sottile, comprendente:
- una o due flange laterali longitudinali atta/atte ad essere unita/e alla pelle; ed
- una porzione rialzata (in inglese ?raised portion?) di geometria predefinita sporgente trasversalmente rispetto alla flangia o alle flange.
I correnti pi? comunemente impiegati nel settore hanno una sezione trasversale a omega, a T, a L, a J o a Z.
Al fine di produrre la pelle, vengono laminati tra loro una pluralit? di strati di detto materiale composito non curato.
Similmente, al fine di produrre i correnti, una pluralit? di strati di materiale composito non curato viene disposta su un attrezzo di formatura opportunamente sagomato.
Una volta fabbricati la pelle e i correnti, questi ultimi vengono portati a contatto con la pelle ed uniti alla pelle stessa in corrispondenza della/e rispettiva/e flangia/flange.
Secondo una prima modalit? operativa, l?assieme cos? formato viene successivamente sottoposto ad un?operazione di co-cura in autoclave mediante applicazione di pressione e temperatura elevate, cos? da curare il materiale composito, compattare tra loro i suddetti strati e provocare l?unione dei correnti alla pelle.
In pratica, ciascun corrente viene applicato rigidamente ed integralmente ad una faccia della pelle, normalmente ma non unicamente la faccia definente la parete interna della pelle, ovvero quella rivolta, in uso, verso l?interno della fusoliera o dell?ala.
Viene in tal modo realizzato il componente strutturale.
Secondo un?altra modalit? operativa, i correnti possono essere pre-curati dopo la loro formatura e successivamente uniti alla pelle mediante un adesivo strutturale. Anche in questo caso, l?assieme cos? formato viene portato in autoclave e sottoposto a pressione e temperatura elevate cos? da curare il materiale composito fresco, compattare tra loro i diversi strati e provocare l?unione dei correnti alla pelle. Questa operazione viene comunemente designata nel settore con il termine ?co-bonding?.
L?operazione di co-bonding pu? anche essere effettuata pre-curando la sola pelle ed unendola a correnti non curati mediante adesivo strutturale.
Secondo un?ulteriore modalit? operativa, sia la pelle che i correnti possono essere pre-curati e poi uniti mediante adesivo strutturale. Questa operazione viene comunemente designata nel settore con il termine ?bonding? e pu? avvenire sia in autoclave che a freddo.
Anche L?unione tra la pelle e i correnti pu? essere eseguita in diversi modi.
Un primo modo, noto come ?Inner Mould Line? o IML, prevede l?utilizzo di un attrezzo di cura, spesso denominato ?mandrino?, il quale ? sagomato esternamente in modo da definire la superficie interna della porzione di fusoliera o di ala da realizzare. In pratica, il mandrino presenta rispettive cavit? longitudinali, ciascuna atta ad ospitare un corrente di irrigidimento.
Una volta posizionati i correnti nelle suddette cavit? del mandrino, pu? essere necessario, a seconda della geometria dei correnti stessi, inserire diversi tipi di inserti, noti nel settore come ?bladder? e ?noodles?, nelle varie cavit? che si possono venire a formare in seguito al posizionamento dei correnti sul mandrino; tali inserti sono atti a mantenere i vari componenti in posizione e ad evitare uno schiacciamento degli stessi a causa dell?elevata pressione durante il passaggio in autoclave.
A questo punto, l?assieme costituito da mandrino, correnti e inserti viene ricoperto con la relativa porzione di pelle che costituir? la superficie esterna della suddetta porzione di fusoliera o di ala. Nel caso in cui i correnti o la pelle o entrambi siano stati precurati, tra la pelle ed i correnti stessi viene interposto uno strato di adesivo strutturale.
Dunque, nell?assieme cos? ottenuto, il mandrino definisce il componente pi? interno.
A questo punto, l?intero assieme viene sottoposto ad un?operazione di co-cura, co-bonding o bonding come sopra definite, durante la quale i correnti vengono saldamente accoppiati e integrati alla pelle.
Durante tale operazione, i bladder, che sono costituiti da un materiale elasticamente deformabile e che possono essere internamente cavi oppure pieni, si espandono in modo da contrastare la pressione applicata all?esterno dell?assieme durante l?operazione in autoclave. Pi? precisamente, nel caso di bladder cavi, l?interno degli stessi viene collegato mediante opportune aperture all?ambiente interno dell?autoclave, in modo tale che sia l?esterno dell?assieme che le eventuali cavit? dei correnti siano sottoposte alla medesima pressione. Nel caso di bladder pieni, gli stessi sono realizzati in un materiale espandibile con l?aumentare della temperatura.
In alternativa ai bladder cavi, ? possibile utilizzare dei sacchi tubolari il cui interno viene collegato all?ambiente interno dell?autoclave.
I noodles rimangono integrati nella struttura, mentre i bladder vengono estratti al termine della fase di cura.
Un secondo modo, noto come ?Outer Mould Line? o OML, prevede l?uso di un mandrino ?esterno?: il processo ? analogo all?IML, con la differenza che il mandrino circonda e supporta la superficie esterna della pelle.
? altres? nota nel settore la fase di taglio sagomato (in inglese ?trimming?) dei bordi laterali longitudinali delle flange dei correnti di irrigidimento, eseguita durante la formatura dei correnti sull?attrezzo di formatura.
In particolare, ? noto effettuare un taglio a 90? di tali bordi rispetto ad un piano d?appoggio supportante il corrente durante il taglio e definito dall?attrezzo di formatura. Tale tipologia di taglio ? la pi? semplice da eseguire, in quanto, essendo normalmente il piano d?appoggio un piano orizzontale, si tratta di un taglio eseguito dall?alto verso il basso.
Tuttavia, una volta che i correnti vengono uniti alla pelle durante la fase di co-cura, co-bonding o bonding, il taglio a 90? dei bordi del corrente determina una discontinuit? superficiale piuttosto accentuata rispetto alla superficie interna della pelle stessa; pertanto, il trasferimento dei carichi di esercizio dai correnti alla pelle e viceversa non ? ottimale e pu? essere migliorato.
Al tempo stesso, le fibre che si trovano in corrispondenza del bordo tagliato risultano scoperte, aumentando cos? il rischio di infiltrazioni di umidit? tra gli strati formanti le flange dei correnti e/o delaminazioni nel componente finito.
OGGETTO E RIASSUNTO DELL?INVENZIONE
Scopo della presente invenzione ? quello di fornire un procedimento per la fabbricazione di un componente strutturale in materiale composito irrigidito con almeno un corrente, il quale risulti di elevata affidabilit? e di costo limitato e consenta di superare almeno uno dei problemi sopra specificati e connessi con i procedimenti di tipo noto e sopra descritti.
Secondo l?invenzione, questo scopo viene raggiunto da un procedimento per la fabbricazione di un componente strutturale in materiale composito irrigidito con almeno un corrente come rivendicato nella rivendicazione 1.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Per una migliore comprensione della presente invenzione, ne vengono descritte nel seguito alcune forme preferite di realizzazione non limitative, a puro titolo esemplificativo e con l?ausilio dei disegni allegati, in cui:
- la figura 1 ? una vista prospettica di un componente strutturale in materiale composito, in particolare un pannello in materiale composito definente una parte di fusoliera di un velivolo, realizzato mediante il procedimento di fabbricazione secondo la presente invenzione;
- la figura 2 ? una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di un corrente di irrigidimento del componente strutturale di figura 1 adagiato su un attrezzo di formatura durante una fase di formatura del corrente stesso;
- la figura 3 ? una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, del corrente di irrigidimento di figura 2 durante una successiva condizione operativa;
- la figura 4 ? una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, del corrente di irrigidimento di figura 3 durante una successiva condizione operativa;
- la figura 5 ? una vista in sezione del componente strutturale di figura 1 adagiato su un attrezzo di cura durante una fase di cura del componente stesso;
- la figura 6 ? una figura analoga alla figura 5 illustrante una possibile variante della fase ivi illustrata;
- la figura 7 ? una vista in sezione di un attrezzo di cura durante una fase del procedimento di fabbricazione secondo una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione;
- la figura 8 ? una vista in sezione del componente strutturale di figura 1 adagiato sull?attrezzo di cura delle figure 5 e 6 durante una fase di cura della forma alternativa di realizzazione del procedimento di fabbricazione secondo la presente invenzione;
- la figura 9 ? una figura analoga alla figura 8 illustrante una possibile variante della fase ivi illustrata;
- le figure da 10 a 13 sono viste in sezione di diverse tipologie di componenti strutturali adagiati su rispettivi attrezzi di cura durante corrispondenti fasi di cura di rispettive ulteriori forme alternative di realizzazione del procedimento di fabbricazione secondo i dettami della presente invenzione;
- la figura 14A illustra in modalit? esplosa un dettaglio in scala ingrandita delle figure da 10 a 13; e - la figura 14B illustra una possibile variante del dettaglio di figura 14A.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Con riferimento alla figura 1, ? indicato nel suo complesso con 1 un primo esempio di un componente strutturale in materiale composito realizzato mediante il procedimento oggetto della presente invenzione.
In particolare, la presente descrizione far? esplicitamente riferimento, senza per questo perdere in generalit?, a componenti strutturali impiegati nel campo dell?aviazione, ad esempio una fusoliera, un?ala o una porzione di una fusoliera o di un?ala di un aeromobile, e ad un procedimento di fabbricazione di tali componenti strutturali.
Secondo la preferita forma di realizzazione qui descritta e illustrata, il componente strutturale 1 ? destinato a far parte di una fusoliera di un aeromobile ed ? definito da un pannello comprendente una pelle 2 in materiale composito e una serie di correnti 3 di irrigidimento longitudinali cavi a sezione chiusa, configurati per irrigidire il pannello.
Ciascun corrente 3 ha un?estensione in una direzione longitudinale sensibilmente maggiore rispetto all?estensione nelle altre due direzioni ortogonali a tale direzione longitudinale.
La suddetta direzione longitudinale di estensione dei correnti 3 ? inoltre, nel caso specifico qui illustrato, parallela in uso all?asse di estensione longitudinale della fusoliera formata almeno in parte dal componente strutturale 1.
Secondo una possibile alternativa non illustrata, i correnti 3 potrebbero essere fissati alla pelle 2 in modo tale che la loro direzione longitudinale di estensione sia trasversale o ortogonale all?asse di estensione longitudinale della fusoliera.
L?utilizzo di componenti strutturali in materiale composito nel campo dell?aviazione ? dettato dall?esigenza di ridurre il peso complessivo dei velivoli e di eliminare o minimizzare i problemi di corrosione delle strutture aeronautiche.
In una forma di realizzazione, il materiale composito impiegato ? costituito da materiale in fibra, ad esempio fibra di carbonio, pre-impregnato con resina epossidica, BMI o di altra natura non curata o precurata. Il materiale viene depositato in stampi e poi processato in temperatura e pressione. In altri metodi si utilizza la fibra secca che viene generalmente impregnata con della resina fluida secondo un processo ben noto (ad esempio mediante il metodo noto come ?Resin Transfer Moulding? o RTM).
La soluzione descritta nelle figure da 1 a 9 riguarda un procedimento di fabbricazione del componente strutturale 1, il quale ? ottenuto applicando rigidamente e integralmente i correnti 3 alla pelle 2 in modo tale che ciascun corrente 3 delimiti con la pelle 2 stessa una sezione cava a profilo chiuso.
In particolare, la presente descrizione far? esplicito riferimento alla fabbricazione di un singolo pannello definente una parte della suddetta fusoliera, senza per questo perdere in generalit?.
Pi? in particolare, si assumer? per semplicit? che tale pannello sia piano o sostanzialmente piano, ovvero che si estenda lungo una superficie di giacitura piana o sostanzialmente piana. Tuttavia, le caratteristiche strutturali e funzionali e le fasi del procedimento sono da considerarsi egualmente applicabili ad un pannello estendentesi lungo una superficie di giacitura curva o di rotazione, ad esempio lungo una superficie sostanzialmente parabolica, a volta o, ancora, una superficie (sostanzialmente) cilindrica o troncoconica.
In questi ultimi casi, la pelle 2 avr? una conformazione (sostanzialmente) cilindrica o troncoconica (non illustrata), presentante un asse centrale longitudinale. I correnti 3 saranno disposti con i rispettivi assi longitudinali paralleli all?asse centrale della pelle 2.
Il componente strutturale 1 potrebbe anche essere definito da un barile destinato a formare una porzione ad anello della fusoliera.
Inoltre, la presente descrizione far? esplicito riferimento, senza per questo perdere in generalit?, ad un procedimento di fabbricazione del tipo noto come ?Inner Mould Line? o IML, noto di per s? e non descritto in dettaglio.
Tuttavia, le fasi del procedimento sono da considerarsi egualmente applicabili, mutatis mutandis, nel caso (non illustrato) in cui il componente strutturale venga fabbricato secondo un procedimento del tipo noto come ?Outer Mould Line? o OML, anch?esso noto di per s? e non descritto in dettaglio.
Con riferimento alla figura 2, ciascun corrente 3 ? preferibilmente realizzato mediante predisposizione di una pluralit? di strati 4 di materiale composito non curato su una porzione sagomata 5 di un attrezzo, in particolare un attrezzo di formatura 6 appositamente configurato per formare i correnti 3.
In particolare, ciascun corrente 3 presenta un asse longitudinale A e comprende due flange 8 laterali, estendentesi parallelamente al rispettivo asse A e lungo un?unica superficie di giacitura S, ed una porzione rialzata 7 (in inglese ?raised portion?) disposta centralmente tra le flange 8, sporgente rispetto a queste ultime ed avente una conformazione concava da un lato.
Come specificato sopra, secondo l?esempio non limitativo qui descritto, la superficie di giacitura S ? piana o sostanzialmente piana. In una forma di realizzazione alternativa non illustrata, la superficie di giacitura S potrebbe essere curvilinea, ossia potrebbe essere una superficie di rotazione ottenuta ruotando una curva attorno ad un asse parallelo all?asse A del corrente 3 considerato.
Dunque, al fine di realizzare ciascun corrente 3, il procedimento di fabbricazione del componente strutturale 1 comprende la fase di predisporre una pluralit? di strati 4 di materiale composito non curato sulla porzione sagomata 5 dell?attrezzo, nell?esempio descritto l?attrezzo di formatura 6, cos? da formare un detto corrente 3.
Secondo questa preferita e non limitativa forma di realizzazione, i correnti 3 presentano una sezione trasversale a omega.
Alternativamente, i correnti 3 destinati a creare una sezione cava chiusa con la pelle 2 potrebbero presentare una sezione trasversale di forma diversa, ad esempio ad arco di cerchio, semicircolare, rettangolare, poligonale, semi-ellissoidale, semi-ovale, ecc.
Al fine di formare la pelle 2, il procedimento di fabbricazione del componente strutturale 1 comprende la fase di laminare una pluralit? di strati (non illustrati) di materiale composito non curato.
Tale laminazione viene normalmente eseguita direttamente su un attrezzo di cura, che verr? descritto nel seguito.
Allo scopo di realizzare il pannello definente il componente strutturale 1, il procedimento di fabbricazione comprende inoltre la fase di portare a contatto tra loro una faccia 2a della pelle 2, parallela alla superficie di giacitura S, e dunque piana nell?esempio specifico, e le flange 8 di ciascun corrente 3, in modo da formare rispettive cavit? 10 a profilo chiuso (figure 1 e 5) tra la porzione rialzata 7 di ciascun corrente 3 e la pelle 2 stessa.
Inoltre, come indicato in precedenza, i correnti 3 sono posizionati paralleli ad una direzione di estensione longitudinale della fusoliera dell?aeromobile.
Secondo questa preferita forma di realizzazione, la fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3 ? effettuata posizionando ciascun corrente 3 e la pelle 2 precedentemente formati su un apposito attrezzo di cura 12 (figura 5) distinto e separato dall?attrezzo di formatura 6 utilizzato per realizzare i correnti 3.
In particolare, l?attrezzo di cura 12 ? definito da un corpo (comunemente noto come ?mandrino?) comprendente una parete estendentesi lungo la superficie di giacitura S e presentante una pluralit? di cave o scanalature 15 sagomate longitudinali (una sola delle quali ? illustrata in figura 5) configurate per ricevere i correnti 3 precedentemente formati preliminarmente alla fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3 e per supportarli durante la medesima fase e in una successiva fase o operazione di cura, come meglio descritto in seguito.
Nella preferita forma di realizzazione qui descritta ed illustrata, l?attrezzo di cura 12 ? dunque piano, essendo la superficie di giacitura piana.
In una forma di realizzazione alternativa non illustrata, l?attrezzo di cura 12 potrebbe essere definito da un corpo curvo, o (sostanzialmente) cilindrico o troncoconico, a seconda della conformazione della superficie di giacitura.
Convenientemente, il procedimento di fabbricazione comprende, inoltre, successivamente alla fase di formare i correnti 3 e preliminarmente alla fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3, la fase di posizionare un inserto 11 longitudinale (figura 5), comunemente noto come ?bladder?, all?interno della porzione rialzata 7 di ciascun corrente 3, in modo tale che l?inserto 11 stesso sia interamente alloggiato all?interno della cavit? 10 una volta terminata la fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3.
In particolare, l?inserto 11 ? realizzato in un materiale elasticamente deformabile ed ? espandibile durante la successiva operazione di co-cura del componente strutturale 1 in modo da mantenere la cavit? 10, come sar? spiegato in maggiore dettaglio nel seguito.
Pi? in particolare, la fase di posizionare gli inserti 11 ? eseguita quando i correnti 3 sono disposti sull?attrezzo di cura 12 all?interno delle rispettive cave sagomate 15.
Successivamente al posizionamento degli inserti 11, agli angoli tra questi e la pelle 2 vengono posizionati ulteriori inserti 25, comunemente noti come ?noodles?, che fungono da riempitivi e sono realizzati in materiale composito non curato.
La suddetta operazione di co-cura consiste nell?applicazione di pressione e temperatura elevate (circa 6 bar e 180?C) all?assieme composto dalla pelle 2, dai correnti 3, dagli inserti 11, 25 e dall?attrezzo di cura 12, in modo da curare il materiale composito, compattare tra loro i suddetti strati e realizzare l?unione tra i correnti 3, gli inserti 25 e la pelle 2, in particolare un?applicazione rigida e integrale dei correnti 3 alla faccia 2a della pelle 2.
Di conseguenza, il procedimento di fabbricazione comprende la fase di applicare temperatura e pressione elevate all?esterno del suddetto assieme e all?interno della cavit? 10 in modo da curare il materiale composito e compattare tra loro gli strati, mantenendo al contempo la cavit? 10.
A tal proposito, il procedimento di fabbricazione comprende, successivamente alla fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3 e durante la fase di applicare temperatura e pressione, la fase di espandere ciascun inserto 11 contro le pareti di delimitazione della rispettiva cavit? 10, per mantenere la cavit? 10 stessa durante la suddetta operazione di cura.
In particolare, essendo nell?esempio descritto ciascun inserto 11 definito da un corpo cavo elasticamente deformabile, la fase di espandere ? effettuata applicando pressione all?interno dell?inserto 11 stesso, in particolare applicando la medesima pressione applicata all?esterno del suddetto assieme durante la fase di cura.
Pi? in particolare, ciascun inserto 11 ? dotato, in modo noto e non descritto in dettaglio, di mezzi valvolari colleganti l?interno dell?inserto 11 stesso con l?ambiente esterno; in questo modo, durante la fase di cura, l?interno degli inserti 11 ? soggetto alle medesime condizioni di temperatura e pressione dell?ambiente di cura. Pertanto, un?eventuale deformazione della pelle 2 verso le cavit? 10, causata dell?elevata pressione a cui il componente strutturale 1 ? sottoposto durante l?operazione di co-cura, ? evitata e le cavit? 10 stesse vengono cos? mantenute.
Secondo una forma di realizzazione alternativa non illustrata, gli inserti 11 possono essere definiti da corpi pieni realizzati in un materiale elasticamente deformabile e termosensibile, in particolare termoespandibile.
Dunque, in tal caso, la fase di espandere ? eseguita semplicemente esponendo l?inserto 11 alla temperatura di cura, il quale andr? cos? a premere contro le pareti di delimitazione della cavit? 10, mantenendo la cavit? 10 stessa.
Secondo un?altra forma di realizzazione alternativa non illustrata, gli inserti 11 potrebbero essere definiti da semplici sacchi tubolari all?interno dei quali viene applicata la medesima pressione presente nell?ambiente di cura.
Al termine dell?operazione di co-cura, il pannello cos? ottenuto viene separato dall?attrezzo di cura 12 e gli inserti 11 vengono rimossi.
In alternativa all?operazione di co-cura, l?unione tra la pelle 2 ed i correnti 3 potrebbe essere effettuata mediante operazioni di co-bonding o di bonding.
Nel primo caso (co-bonding), i correnti 3 (o la pelle 2) potrebbero essere curati e successivamente uniti alla pelle 2 non curata (o ai correnti 3 non curati) mediante un adesivo strutturale. L?assieme cos? formato verrebbe quindi portato in autoclave e sottoposto a pressione e temperatura elevate cos? da curare il materiale composito fresco, compattare tra loro i diversi strati e provocare l?unione dei correnti 3 alla pelle 2.
Nel secondo caso (bonding), sia la pelle 2 che i correnti 3 potrebbero essere pre-curati e poi uniti mediante adesivo strutturale. Questa operazione potrebbe avvenire sia in autoclave che a freddo.
? altres? nota nel settore la fase di taglio sagomato (in inglese ?trimming?) dei bordi laterali 13 di estremit? liberi di ciascun corrente 3, ove ciascun bordo laterale 13 ? definito dall?estremit? libera di una rispettiva flangia 8 del corrente 3, parallela all?asse A, spaziata dalla porzione rialzata 7 ed estendentesi trasversalmente alla superficie di giacitura S.
In particolare, ? noto effettuare un taglio a 90? di tali bordi laterali 13 rispetto ad un piano d?appoggio 14 supportante il corrente 3 durante il taglio e quindi rispetto alla superficie di giacitura S delle flange 8.
Nell?esempio descritto il piano d?appoggio 14 ? definito da una faccia superiore piana dell?attrezzo di formatura 6 adiacente alla porzione sagomata 5.
Secondo un importante aspetto della presente invenzione, e con riferimento alla figura 3, il procedimento di fabbricazione del componente strutturale 1 comprende, successivamente alla fase di formare ciascun corrente 3, ossia la fase di predisporre una pluralit? di strati 4 di materiale composito non curato sulla porzione sagomata 5 dell?attrezzo di formatura 6, e preliminarmente alla fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3, la fase di effettuare un?operazione di taglio sui bordi laterali 13 di estremit? liberi delle flange 8 in direzione obliqua rispetto alla superficie di giacitura S, ossia la superficie lungo la quale le flange 8 si estendono, ed in modo tale che gli strati 4 tagliati delle flange 8 presentino, nella successiva fase di portare a contatto la pelle 2 e i correnti 3, un?estensione, lungo la o parallelamente alla superficie di giacitura S stessa, crescente verso la pelle 2.
In altre parole, come mostrato nella figura 3, i bordi laterali 13 vengono tagliati in direzione obliqua rispetto alla superficie di giacitura S, piana nel caso illustrato, in modo che ciascun bordo laterale 13 tagliato definisca, dalla parte del bordo laterale 13 stesso, un angolo ? acuto rispetto alla superficie della rispettiva flangia 8 posta in appoggio sull?attrezzo di formatura 6, ossia rispetto alla superficie inferiore della rispettiva flangia 8 in figura 3.
Come visibile in figura 5, durante la successiva fase di portare a contatto la pelle 2 ed i correnti 3, le flange 8 tagliate, hanno estensione, misurata lungo la superficie di giacitura S, crescente verso la faccia 2a della pelle 2 stessa.
In pratica, ciascuna flangia 8, in sezione ortogonale all?asse A del rispettivo corrente 3, ha un profilo sostanzialmente semi-trapezoidale, in cui il lato obliquo ? definito dal rispettivo bordo laterale 13 tagliato e la cui base maggiore ? destinata ad essere a contatto con la faccia 2a della pelle 2.
La particolare configurazione di taglio dei bordi laterali 13 secondo la presente invenzione permette di evitare una discontinuit? superficiale accentuata del corrente 3 rispetto alla faccia 2a della pelle 2, una volta che le parti sono integralmente accoppiate. Al contrario, tale conformazione di taglio determina un pi? dolce raccordo tra le flange 8 di ciascun corrente 3 e la pelle 2 stessa, migliorando altres? la distribuzione delle tensioni nella zona di giunzione tra i correnti 3 e la pelle 2. In particolare, i carichi strutturali in uso vengono meglio distribuiti dai correnti 3 alla pelle 2 e viceversa.
Inoltre, i correnti 3 cos? ottenuti hanno una maggiore facilit? di manipolazione e di inserimento/estrazione nell?attrezzo di cura 12, in particolare nella cava sagomata 15 dell?attrezzo di cura 12, la quale termina alle proprie estremit? laterali opposte con rispettivi smussi ottusi aventi la medesima inclinazione dei bordi laterali 13. Di conseguenza, tale cava sagomata 15 pu? presentare una semplice conformazione priva di smussi acuti e discontinuit? superficiali.
Secondo questa preferita e non limitativa forma di realizzazione, la fase di taglio dei bordi laterali 13 ? effettuata quando il relativo corrente 3 ? posizionato sull?attrezzo di formatura 6.
Come visibile nella figura 5, il procedimento di fabbricazione comprende, successivamente alle fasi di formare ciascun corrente 3 e di tagliare i bordi laterali 13 e preliminarmente alla fase di portare a contatto la pelle 2 e i correnti 3, la fase di disporre ciascun corrente 3 in una cava sagomata dell?attrezzo, in particolare nella cava sagomata 15 dell?attrezzo di cura 12, conformata in modo da accogliere il corrente 3 formato e tagliato.
In dettaglio, ciascuna cava sagomata 15 presenta un profilo esterno, ossia una parete di delimitazione della cava stessa, che segue, ovvero ricalca, il profilo del lato del corrente 3 formato e tagliato opposto rispetto a quello destinato ad essere applicato alla faccia 2a della pelle 2.
In pratica, ciascuna cava sagomata 15 ? appositamente conformata per accogliere i correnti 3 con i bordi laterali 13 gi? tagliati.
Come specificato sopra, grazie alla particolare conformazione del taglio delle flange 8 secondo la presente invenzione, il profilo della cava sagomata 15 ? piuttosto semplice e privo di smussi acuti e discontinuit? superficiali.
Vantaggiosamente, il procedimento di fabbricazione comprende inoltre la fase di ricoprire i bordi laterali 13 degli strati 4 tagliati, ossia delle flange 8 tagliate, con un rivestimento di materiale composito.
In particolare, come illustrato in figura 4, il procedimento di fabbricazione comprende, successivamente alle fasi di formare ciascun corrente 3 e di tagliare i bordi laterali 13 e preliminarmente alla fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3, la fase di laminare un ulteriore strato 16 di materiale composito formante il relativo corrente 3 ed applicato dal lato opposto del corrente 3 stesso rispetto a quello destinato ad essere applicato alla faccia 2a della pelle 2. Pi? precisamente, tale ulteriore strato 16 definisce lo strato pi? esterno del corrente 3, ossia quello disposto sul lato ?convesso? del corrente 3 stesso.
L?ulteriore strato 16 presenta rispettivi lembi 17 di estremit? laterali opposti sporgenti rispetto ai bordi laterali 13 tagliati delle flange 8.
Pertanto, la fase di ricoprire i bordi laterali 13 ? effettuata piegando i lembi 17 sui rispettivi bordi laterali 13 tagliati per ricoprirli e sigillarli verso l?esterno.
In maggior dettaglio, secondo la soluzione illustrata in figura 5, durante la piegatura dei lembi 17 dell?ulteriore strato 16, prime porzioni 18 dei lembi 17 ricoprono i bordi laterali 13 tagliati delle rispettive ali 8 e seconde porzioni 19, ancora sporgenti dai bordi laterali 13 tagliati stessi, vengono ripiegate sulle rispettive flange 8 in modo da interporsi, durante la fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3, tra la pelle 2 e i correnti 3 stessi.
In pratica, viene effettuata una piegatura dei lembi 17 sostanzialmente a ?C? attorno ai bordi laterali 13 tagliati delle flange 8, cos? da ricoprire gli strati 4 sigillandoli verso l?esterno.
In alternativa, secondo la soluzione illustrata in figura 6, durante la piegatura dei lembi 17 dell?ulteriore strato 16, le seconde porzioni 19 dei lembi 17 vengono ripiegate dalla parte opposta delle rispettive flange 8, ovvero sull?attrezzo di cura 12, in modo da interporsi, durante la fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3, tra la pelle 2 e l?attrezzo di cura 12 stesso.
In pratica, viene effettuata una piegatura dei lembi 17 sostanzialmente a ?Z? attorno ai bordi laterali 13 tagliati delle flange 8, cos? da ricoprire gli strati 4 sigillandoli verso l?esterno.
Le fibre scoperte derivanti dal taglio dei bordi laterali 13 risultano in questo modo protette, diminuendo o eliminando cos? i rischi di intrusione di umidit? o di altri fluidi tra gli strati 4 nonch? di delaminazione strutturale del componente 1 finito.
Con riferimento alle figure da 7 a 9, verr? nel seguito illustrata e descritta una fase del succitato procedimento di fabbricazione del componente strutturale 1 secondo una alternativa forma di realizzazione della presente invenzione.
In particolare, secondo questa alternativa forma di attuazione del procedimento di fabbricazione, la fase di ricoprire i bordi laterali 13 delle flange 8 ? effettuata applicando rispettivi elementi di riporto 20 (in inglese ?patch?) in materiale composito non curato sui bordi laterali 13 tagliati in modo da ricoprirli e sigillarli verso l?esterno.
In particolare, gli elementi di riporto 20 sono definiti da inserti longitudinali a parete sottile in materiale composito non curato.
Preferibilmente, come visibile in figura 7, gli elementi di riporto 20 vengono posizionati nella cava sagomata 15 dell?attrezzo di cura 12, in particolare in corrispondenza degli smussi della cava che andranno ad accomodare e supportare i bordi laterali 13 tagliati delle flange 8.
Dunque, gli elementi di riporto 20 sono applicati dal lato opposto del relativo corrente 3 rispetto a quello destinato ad essere applicato alla faccia 2a della pelle 2.
Pi? in dettaglio, gli elementi di riporto 20 sono posizionati in modo da sporgere dai bordi laterali 13 tagliati delle flange 8.
Come visibile nella soluzione di figura 8, durante l?applicazione degli elementi di riporto 20 sui bordi laterali 13 tagliati, prime porzioni 21 degli elementi di riporto 20 ricoprono i bordi laterali 13 tagliati e seconde porzioni 22, ancora sporgenti dai bordi laterali 13 tagliati stessi, vengono ripiegate sulle rispettive flange 8 in modo da interporsi, durante la fase di portare a contatto la pelle 2 e i correnti 3, tra la pelle 2 e il relativo corrente 3.
Inoltre, ciascun elemento di riporto 20 comprende una terza porzione 23 ripiegata sulla rispettiva flangia 8 da parte opposta rispetto alla relativa seconda porzione 22; in pratica le terze porzioni 23 sono interposte tra il relativo corrente 3 e la cava sagomata 15 dell?attrezzo di cura 12, quando il corrente 3 ? disposto sull?attrezzo di cura 12.
In pratica, viene effettuata una piegatura degli elementi di riporto 20 sostanzialmente a ?C? attorno ai bordi laterali 13 tagliati delle flange 8, cos? da ricoprire gli strati 4 sigillandoli verso l?esterno.
In alternativa, secondo la soluzione illustrata in figura 9, durante la piegatura degli elementi di riporto 20, le seconde porzioni 22 vengono ripiegate dalla parte opposta delle rispettive flange 8, ovvero sull?attrezzo di cura 12, in modo da interporsi, durante la fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3, tra la pelle 2 e l?attrezzo di cura 12 stesso.
In pratica, viene effettuata una piegatura degli elementi di riporto 20 sostanzialmente a ?Z? attorno ai bordi laterali 13 tagliati delle flange 8, cos? da ricoprire gli strati 4 sigillandoli verso l?esterno.
Nelle figure da 10 a 13 sono illustrati, in sezione trasversale e durante una fase di co-cura, altri tipi di componenti strutturali, indicati rispettivamente con 1?, 1??, 1???, 1????, i quali sono ottenibili mediante un procedimento secondo i dettami della presente invenzione.
I componenti strutturali 1?, 1??, 1???, 1???? ed i relativi procedimenti di fabbricazione verranno descritti nel seguito soltanto per quanto differiscono tra loro e dal componente strutturale 1 nonch? dai metodi di fabbricazione precedentemente illustrati, indicando con gli stessi numeri di riferimento parti uguali o equivalenti a parti gi? descritte.
Si precisa, inoltre, che, in analogia a quanto visto per il componente strutturale 1, anche per i componenti strutturali 1?, 1??, 1???, 1????, l?operazione finale di co-cura potrebbe essere sostituita da un?operazione di co-bonding o di bonding sia in autoclave che a freddo.
Con riferimento alla figura 10, il componente strutturale 1? comprende una pelle 2 identica a quella descritta in precedenza e un corrente 3? avente una geometria diversa da quella del corrente 3.
Pi? precisamente, il corrente 3? presenta un asse longitudinale A ed una sezione trasversale al detto asse longitudinale A sostanzialmente conformata a T. Il corrente 3? comprende due flange 8 laterali, identiche alle flange 8 del corrente 3, ed una porzione rialzata 7? a lamina piana sottile, estendentesi sostanzialmente in direzione ortogonale alle flange 8 e alla superficie di giacitura S.
Il corrente 3? viene ottenuto laminando su un apposito attrezzo di formatura (in s? noto e non illustrato):
- due serie di strati 4a? di materiale composito non curato a L contrapposte, le quali sono costituite, ciascuna, da due tratti rettilinei di base e di schiena tra loro ortogonali e raccordati da un tratto comune curvilineo e sono affiancate lungo i rispettivi tratti di schiena; ed
- una terza serie di strati 4b? piani di materiale composito non curato definenti la parte delle flange 8 destinata ad andare a contatto con la pelle 2.
Successivamente, nel gap che si viene a creare tra gli strati 4b? e gli strati 4a?, nella zona dei tratti comuni curvilinei, vengono inseriti uno o pi? inserti 25?, comunemente noti come ?noodles?, che fungono da riempitivi e sono realizzati in materiale composito non curato.
Anche in questa soluzione, i bordi laterali 13 di estremit? liberi delle flange 8 sono tagliati in direzione obliqua rispetto alla superficie di giacitura S in modo tale da presentare, nella successiva fase di portare a contatto la pelle 2 e i correnti 3?, un?estensione, lungo la o parallelamente alla superficie di giacitura S stessa, crescente verso la pelle 2.
L?assieme formato dalla pelle 2 e dai correnti 3? viene posizionato su un attrezzo di cura 12?, in questo caso ad esempio di tipo OML, avente una sede di alloggiamento della pelle 2.
Vantaggiosamente, i bordi laterali 13 delle flange 8 sono ricoperti e sigillati verso l?esterno da rispettivi elementi di riporto 20 in materiale composito non curato a parete sottile.
In particolare, come visibile nelle figure 10 e 14A, durante l?applicazione degli elementi di riporto 20 sui bordi laterali 13 tagliati, prime porzioni 21 degli elementi di riporto 20 stessi ricoprono i bordi laterali 13 tagliati, seconde porzioni 22, sporgenti da un lato dei bordi laterali 13 stessi, vengono ripiegate sulla pelle 2 durante la fase di portare a contatto la pelle 2 e i correnti 3?, e terze porzioni 23, sporgenti da un lato opposto dei suddetti bordi laterali 13 tagliati, vengono ripiegate sulle rispettive flange 8 dal lato della porzione rialzata 7?.
In pratica, viene effettuata una piegatura degli elementi di riporto 20 sostanzialmente a ?Z? attorno ai bordi laterali 13 delle flange 8, cos? da ricoprire gli strati 4a? e 4b? sigillandoli verso l?esterno.
In alternativa, secondo la soluzione illustrata in figura 14b, durante la piegatura degli elementi di riporto 20, le seconde porzioni 22 possono essere ripiegate sulle rispettive flange 8 in posizione affacciata alle terze porzioni 23, in modo da interporsi, durante la fase di portare a contatto tra loro la pelle 2 e i correnti 3?, tra questi ultimi.
In pratica, viene effettuata una piegatura degli elementi di riporto 20 sostanzialmente a C attorno ai bordi laterali 13 delle flange 8, cos? da ricoprire gli strati 4a? e 4b? sigillandoli verso l?esterno.
Anche il bordo di estremit? libero della porzione rialzata 7? viene ricoperto e sigillato verso l?esterno da un elemento di riporto 30 a C.
L?operazione di co-cura viene in questo caso realizzata sigillando sull?attrezzo di cura 12? un sacco a vuoto 31 che ricopre esternamente ciascun corrente 3?.
Secondo una possibile alternativa non illustrata ed in analogia a quanto visto nel procedimento descritto con riferimento alle figure da 1 a 6, gli strati 4a? di materiale composito pi? esterni delle due L che formano il corrente 3? potrebbero presentare rispettivi lembi di estremit? laterali sporgenti rispetto ai relativi bordi laterali 13 tagliati delle flange 8 e piegati a C o a Z sui bordi laterali 13 stessi in modo da ricoprirli e sigillarli verso l?esterno. In questo modo, i suddetti lembi sporgenti andrebbero a sostituire gli elementi di riporto 20.
Come indicato in precedenza, i correnti 3? (oppure la pelle 2) potrebbero essere pre-curati, uniti alla pelle 2 (oppure ai correnti 3?) mediante uno strato di adesivo strutturale e sottoposti poi insieme alla pelle 2 stessa (oppure ai correnti 3?) ad un?operazione di cobonding in autoclave.
Secondo un?ulteriore possibilit?, sia i correnti 3? che la pelle 2 potrebbero essere pre-curati singolarmente, uniti tra loro mediante un adesivo strutturale e poi soggetti ad un?operazione di bonding in autoclave o a freddo.
Con riferimento alla figura 11, il componente strutturale 1?? comprende una pelle 2 identica a quella descritta in precedenza e un corrente 3?? avente una geometria diversa da quella dei correnti 3 e 3?.
In particolare, il corrente 3?? presenta un asse longitudinale A ed una sezione trasversale al detto asse longitudinale A sostanzialmente conformata a L. Il corrente 3?? comprende un?unica flangia 8 laterale, identica alla corrispondente flangia 8 dei correnti 3 e 3?, ed una porzione rialzata 7?? a lamina piana sottile, estendentesi sostanzialmente in direzione ortogonale alla flangia 8 e alla superficie di giacitura S di tale flangia.
Pi? precisamente, la porzione rialzata 7?? ha un?estremit? raccordata ad un?estremit? della flangia 8 mediante un tratto curvilineo 7a??.
Il corrente 3?? viene ottenuto laminando su un apposito attrezzo di formatura (in s? noto e non illustrato) una serie di strati 4?? di materiale composito non curato a L, aventi il medesimo andamento della flangia 8 e della porzione rialzata 7??.
Anche in questa soluzione, il bordo laterale 13 di estremit? libero della flangia 8 ? tagliato in direzione obliqua rispetto alla superficie di giacitura S in modo tale da presentare, nella successiva fase di portare a contatto la pelle 2 e i correnti 3??, un?estensione, lungo la o parallelamente alla superficie di giacitura S stessa, crescente verso la pelle 2.
L?assieme formato dalla pelle 2 e dai correnti 3?? viene posizionato su un attrezzo di cura 12??, in questo caso ad esempio di tipo OML, avente una sede di alloggiamento della pelle 2.
L?attrezzo di cura 12?? include in questo caso anche un attrezzo ausiliario 12a?? di forma quadrangolare cava con spigoli curvilinei o arrotondati, il quale viene disposto dal lato opposto della pelle 2 rispetto all?attrezzo di cura 12?? e riceve in appoggio su una propria parete di delimitazione 32 la porzione rialzata 7?? del corrente 3??.
Nel gap che si viene a creare tra la pelle 2, l?attrezzo ausiliario 12a?? ed il corrente 3?? in corrispondenza del tratto curvilineo 7a?? vengono inseriti uno o pi? inserti 25??, comunemente noti come ?noodles?, che fungono da riempitivi e sono realizzati in materiale composito non curato.
Vantaggiosamente, il bordo laterale 13 della flangia 8 ? ricoperto e sigillato verso l?esterno da un elemento di riporto 20 (figure 11, 14A e 14B) in materiale composito non curato a parete sottile, del tutto identico a quello utilizzato per ricoprire i bordi laterali 13 delle flange 8 dei correnti 3, 3? e piegato nelle stesse identiche due modalit? viste in precedenza (figure 14A e 14B).
Anche in questo caso, il bordo di estremit? libero della porzione rialzata 7?? viene ricoperto e sigillato verso l?esterno da un elemento di riporto 30 a C.
L?operazione di co-cura viene in questo caso realizzata sigillando sull?attrezzo di cura 12?? e sull?attrezzo ausiliario 12a?? un sacco a vuoto 31 che ricopre esternamente ciascun corrente 3??.
Secondo una possibile alternativa non illustrata ed in analogia a quanto visto nel procedimento descritto con riferimento alle figure da 1 a 6, lo strato 4?? di materiale composito pi? esterno che forma il corrente 3?? potrebbe presentare un lembo di estremit? laterale sporgente rispetto al relativo bordo laterale 13 tagliato della flangia 8 e piegato a C o a Z sul bordo laterale 13 stesso in modo da ricoprirlo e sigillarlo verso l?esterno. In questo modo, il suddetto lembo sporgente andrebbe a sostituire l?elemento di riporto 20.
Come indicato in precedenza, i correnti 3?? (oppure la pelle 2) potrebbero essere pre-curati, uniti alla pelle 2 (oppure ai correnti 3??) mediante uno strato di adesivo strutturale e sottoposti poi insieme alla pelle 2 stessa (oppure ai correnti 3??) ad un?operazione di co-bonding in autoclave.
Secondo un?ulteriore possibilit?, sia i correnti 3?? che la pelle 2 potrebbero essere pre-curati singolarmente, uniti tra loro mediante un adesivo strutturale e poi soggetti ad un?operazione di bonding in autoclave o a freddo.
Con riferimento alla figura 12, il componente strutturale 1??? comprende una pelle 2 identica a quella descritta in precedenza e un corrente 3??? avente una geometria diversa da quella dei correnti 3, 3? e 3??.
Pi? precisamente, il corrente 3??? presenta un asse longitudinale A ed una sezione trasversale al detto asse longitudinale A sostanzialmente conformata a Z. Il corrente 3??? comprende un?unica flangia 8 laterale, destinata ad unirsi alla pelle 2 ed identica alla flangia 8 del corrente 3??, ed una porzione rialzata 7??? a lamina sottile, estendentesi a sbalzo dalla flangia 8 ed includente un primo tratto 7a???, sostanzialmente ortogonale alla flangia 8 e alla superficie di giacitura S di tale flangia, ed un secondo tratto 7b??? a flangia, parallelo alla flangia 8 ed estendentesi dal tratto 7a??? in direzione opposta rispetto alla flangia 8 stessa.
In particolare, il tratto 7a??? ha una prima estremit? raccordata ad un?estremit? della flangia 8 mediante un tratto curvilineo 7c??? ed una seconda estremit? opposta raccordata al tratto 7b??? mediante un altro tratto curvilineo 7d???.
Il corrente 3??? viene ottenuto laminando su un apposito attrezzo di formatura (in s? noto e non illustrato) una serie di strati 4??? di materiale composito non curato a Z, aventi il medesimo andamento della flangia 8 e della porzione rialzata 7???.
Anche in questa soluzione, il bordo laterale 13 di estremit? libero della flangia 8 ? tagliato in direzione obliqua rispetto alla superficie di giacitura S in modo tale da presentare, nella successiva fase di portare a contatto la pelle 2 e i correnti 3???, un?estensione, lungo la o parallelamente alla superficie di giacitura S stessa, crescente verso la pelle 2.
L?assieme formato dalla pelle 2 e dai correnti 3??? viene posizionato sul medesimo attrezzo di cura 12?? e sul medesimo attrezzo ausiliario 12a?? utilizzati per il componente 1??.
In questo caso, l?attrezzo ausiliario 12a?? riceve in appoggio sulla propria parete di delimitazione 32 il tratto 7a??? della porzione rialzata 7??? del corrente 3??? e su un?altra parete di delimitazione 33, contigua e ortogonale alla parete di delimitazione 32, il tratto 7b???. Il tratto curvilineo 7d??? della porzione rialzata 7??? del corrente 3??? ? invece disposto in appoggio sul bordo curvilineo che unisce le pareti di delimitazione 32 e 33.
Nel gap che si viene a creare tra la pelle 2, l?attrezzo ausiliario 12a?? ed il corrente 3??? in corrispondenza del tratto curvilineo 7c??? della porzione rialzata 7??? vengono inseriti uno o pi? inserti 25???, comunemente noti come ?noodles?, che fungono da riempitivi e sono realizzati in materiale composito non curato.
Vantaggiosamente, il bordo laterale 13 della flangia 8 ? ricoperto e sigillato verso l?esterno da un elemento di riporto 20 (figure 12, 14A e 14B) in materiale composito non curato a parete sottile, del tutto identico a quello utilizzato per ricoprire i bordi laterali 13 delle flange 8 dei correnti 3, 3?, 3?? e piegato nelle stesse identiche due modalit? viste in precedenza (figure 14A e 14B).
Anche in questo caso, il bordo di estremit? libero del tratto 7b??? della porzione rialzata 7??? viene ricoperto e sigillato verso l?esterno da un elemento di riporto 30 a C.
Similmente a quanto visto per il componente strutturale 1??, l?operazione di co-cura viene realizzata sigillando sull?attrezzo di cura 12?? e sull?attrezzo ausiliario 7a?? un sacco a vuoto 31 che ricopre esternamente ciascun corrente 3???.
Secondo una possibile alternativa non illustrata ed in analogia a quanto visto nel procedimento descritto con riferimento alle figure da 1 a 6, lo strato 4??? di materiale composito pi? esterno che forma il corrente 3??? potrebbe presentare un lembo di estremit? laterale sporgente rispetto al relativo bordo laterale 13 tagliato della flangia 8 e piegato a C o a Z sul bordo laterale 13 stesso in modo da ricoprirlo e sigillarlo verso l?esterno. In questo modo, il suddetto lembo sporgente andrebbe a sostituire l?elemento di riporto 20.
Come indicato in precedenza, i correnti 3??? (oppure la pelle 2) potrebbero essere pre-curati, uniti alla pelle 2 (oppure ai correnti 3???) mediante uno strato di adesivo strutturale e sottoposti poi insieme alla pelle 2 stessa (oppure ai correnti 3???) ad un?operazione di co-bonding in autoclave.
Secondo un?ulteriore possibilit?, sia i correnti 3??? che la pelle 2 potrebbero essere pre-curati singolarmente, uniti tra loro mediante un adesivo strutturale e poi soggetti ad un?operazione di bonding in autoclave o a freddo.
Con riferimento alla figura 13, il componente strutturale 1???? comprende una pelle 2 identica a quella descritta in precedenza e un corrente 3???? avente una geometria diversa da quella dei correnti 3, 3?, 3?? e 3???.
Pi? precisamente, il corrente 3???? presenta un asse longitudinale A ed una sezione trasversale al detto asse longitudinale A sostanzialmente conformata a J. Il corrente 3???? comprende un?unica flangia 8 laterale, destinata ad unirsi alla pelle 2 ed identica alla flangia 8 dei correnti 3?? e 3???, ed una porzione rialzata 7???? a lamina sottile, estendentesi a sbalzo dalla flangia 8 ed includente un primo tratto 7a????, sostanzialmente ortogonale alla flangia 8 e alla superficie di giacitura S di tale flangia, ed un secondo tratto 7b???? a flangia, parallelo alla flangia 8 ed estendentesi dal tratto 7a???? simmetricamente da entrambi lati di quest?ultimo.
In particolare, il tratto 7a???? ha una prima estremit? raccordata ad un?estremit? della flangia 8 mediante un tratto curvilineo 7c???? ed una seconda estremit? opposta raccordata al tratto 7b???? mediante un tratto 7d???? a sezione crescente e delimitato dai lati opposti da rispettive superfici curvilinee concave.
Pi? precisamente, il tratto 7b???? ? suddiviso dai tratti 7a???? e 7d???? in due segmenti 7b1???? e 7b2???? estendentisi dai lati opposti dei tratti 7a???? e 7d???? stessi; il segmento 7b1???? ? disposto affacciato alla flangia 8, mentre il segmento 7b2???? si estende dal lato opposto del tratto 7a???? rispetto al segmento 7b1???.
Il corrente 3???? viene ottenuto laminando su un apposito attrezzo di formatura (in s? noto e non illustrato):
- una prima serie di strati 4a???? di materiale composito non curato a Z, disposti in uso pi? prossimi alla pelle 2 ed aventi il medesimo andamento della flangia 8, dei tratti 7a????, 7c???? e del segmento 7b2???? della porzione rialzata 7???;
- una seconda serie di strati 4b???? di materiale composito non curato a C, aventi il medesimo andamento della flangia 8, dei tratti 7a????, 7c???? e del segmento 7b1???? della porzione rialzata 7???; ed
- una serie di strati 4c???? piani di materiale composito non curato aventi il medesimo andamento dell?intero tratto 7b???? e sovrapposti alle corrispondenti porzioni degli strati 4a???? e 4b???? che formano i segmenti 7b1???? e 7b2????.
Successivamente, nel gap che si viene a creare tra gli strati 4c???? e gli strati 4a???? e 4b???? nella zona del raccordo tra i tratti 7a????, 7b???? e 7d????, vengono inseriti uno o pi? inserti 25????, comunemente noti come ?noodles?, che fungono da riempitivi e sono realizzati in materiale composito non curato.
Anche in questa soluzione, il bordo laterale 13 di estremit? libero della flangia 8 ? tagliato in direzione obliqua rispetto alla superficie di giacitura S in modo tale da presentare, nella successiva fase di portare a contatto la pelle 2 e i correnti 3????, un?estensione, lungo la o parallelamente alla superficie di giacitura S stessa, crescente verso la pelle 2.
L?assieme formato dalla pelle 2 e dai correnti 3???? viene posizionato su un attrezzo di cura 12???? avente sostanzialmente la medesima conformazione dell?attrezzo di cura 12?? ed includente un primo attrezzo ausiliario 12a????, simile all?attrezzo ausiliario 12a??, ed un secondo attrezzo ausiliario 12b????, avente anch?esso forma quadrangolare cava con spigoli curvilinei o arrotondati e disposto in uso dal lato opposto del tratto 7a???? del corrente 3???? rispetto all?attrezzo ausiliario 12a????. In questo modo, il tratto 7a???? del corrente 3???? rimane interposto a sandwich tra i due attrezzi ausiliari 12a???? e 12b????; inoltre, l?attrezzo ausiliario 12b???? coopera con la flangia 8 tramite una propria parete di delimitazione 34, con il segmento 7b1???? tramite una propria parete di delimitazione 35, opposta e parallela alla parete di delimitazione 34, e con il tratto 7a???? tramite una propria parete di delimitazione 36, ortogonale alle pareti di delimitazione 34 e 35 e interposta tra le stesse.
Nel gap che si viene a creare tra la pelle 2, l?attrezzo ausiliario 12a???? ed il corrente 3???? in corrispondenza del tratto curvilineo 7c???? della porzione rialzata 7???? vengono inseriti uno o pi? inserti 25????, comunemente noti come ?noodles?, che fungono da riempitivi e sono realizzati in materiale composito non curato.
Vantaggiosamente, il bordo laterale 13 della flangia 8 ? ricoperto e sigillato verso l?esterno da un elemento di riporto 20 (figure 13, 14A e 14B) in materiale composito non curato a parete sottile, del tutto identico a quello utilizzato per ricoprire i bordi laterali 13 delle flange 8 dei correnti 3, 3?, 3??, 3??? e piegato nelle stesse identiche due modalit? viste in precedenza (figure 14A e 14B).
Anche in questo caso, i bordi di estremit? liberi opposti del tratto 7b???? della porzione rialzata 7???? vengono ricoperti e sigillati verso l?esterno da rispettivi elementi di riporto 30 a C.
Similmente a quanto visto per i componenti strutturali 1??, 1???, l?operazione di co-cura viene realizzata sigillando sull?attrezzo di cura 12???? e sugli attrezzi ausiliari 7a???? e 7b???? un sacco a vuoto 31 che ricopre esternamente ciascun corrente 3????.
Secondo una possibile alternativa non illustrata ed in analogia a quanto visto nel procedimento descritto con riferimento alle figure da 1 a 6, lo strato 4b???? di materiale composito che forma lo strato della flangia 8 opposto a quello destinato a cooperare con la pelle 2 potrebbe presentare un lembo di estremit? laterale sporgente rispetto al relativo bordo laterale 13 tagliato della flangia 8 stessa e piegato a C o a Z sul bordo laterale 13 stesso in modo da ricoprirlo e sigillarlo verso l?esterno. In questo modo, il suddetto lembo sporgente andrebbe a sostituire l?elemento di riporto 20.
Come indicato in precedenza, i correnti 3???? (oppure la pelle 2) potrebbero essere pre-curati, uniti alla pelle 2 (oppure ai correnti 3????) mediante uno strato di adesivo strutturale e sottoposti poi insieme alla pelle 2 stessa (oppure ai correnti 3????) ad un?operazione di co-bonding in autoclave.
Secondo un?ulteriore possibilit?, sia i correnti 3???? che la pelle 2 potrebbero essere pre-curati singolarmente, uniti tra loro mediante un adesivo strutturale e poi soggetti ad un?operazione di bonding in autoclave o a freddo.
Da un esame delle caratteristiche del procedimento di fabbricazione dei componenti strutturali 1, 1?, 1??, 1???, 1???? sopra descritto sono evidenti i vantaggi che esso consente di ottenere.
In particolare, tale procedimento di fabbricazione consente di ottenere un componente strutturale 1, 1?, 1??, 1???, 1???? privo di discontinuit? superficiali accentuate, specialmente nella zona di giunzione tra i correnti 3, 3?, 3??, 3???, 3???? e la pelle 2.Viene infatti determinato un pi? dolce raccordo tra le flange 8 di ciascun corrente 3, 3?, 3??, 3???, 3???? e la pelle 2 stessa, migliorando altres? la distribuzione delle tensioni nella zona di giunzione tra i correnti 3, 3?, 3??, 3???, 3???? e la pelle 2.
In particolare, si ottiene cos? un trasferimento dei carichi di esercizio ottimale dai correnti 3, 3?, 3??, 3???, 3???? alla pelle 2 e viceversa.
Inoltre, nel caso dei correnti 3, questi hanno una maggiore facilit? di manipolazione e di inserimento/estrazione nell?attrezzo di cura 12, in particolare nella cava sagomata 15 dell?attrezzo di cura 12 stesso. Di conseguenza, tale cava sagomata 15 pu? presentare una semplice conformazione priva di smussi acuti e discontinuit? superficiali.
Infine, grazie alla presenza dell?ulteriore strato 16 o degli elementi di riporto 20, le fibre scoperte dei bordi laterali 13 delle flange 8 o dei bordi di estremit? di altre parti dei correnti 3, 3?, 3??, 3???, 3???? risultano protette, diminuendo o eliminando il rischio di infiltrazione di umidit? o altri fluidi in esercizio, nonch? il rischio di delaminazione strutturale.
Risulta chiaro che al procedimento di fabbricazione dei componenti strutturali 1, 1?, 1??, 1???, 1???? qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall?ambito di protezione definito dalle rivendicazioni.
In particolare, la fase di formare ciascun corrente 3, 3?, 3??, 3???, 3???? potrebbe essere effettuata quando il corrente stesso ? disposto sull?attrezzo di cura 12, 12?, 12??, 12????.
Inoltre, anche la fase di tagliare i bordi laterali 13 potrebbe essere effettuata direttamente quando il corrente 3, 3?, 3??, 3???, 3???? ? disposto sull?attrezzo di cura 12, 12?, 12??, 12????.
In tal modo, l?intero procedimento potrebbe essere eseguito mediante l?impiego di un unico attrezzo per formatura e cura del componente.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI
1.- Procedimento per la fabbricazione di un componente strutturale (1, 1?, 1??, 1???, 1????) in materiale composito comprendente una pelle (2) ed almeno un corrente (3, 3?, 3??, 3???, 3????) di irrigidimento applicato rigidamente ed integralmente ad una faccia (2a) di detta pelle (2);
il detto procedimento comprendendo le seguenti fasi:
a) predisporre su un attrezzo (12, 12?, 12??, 12????) una pluralit? di primi strati (4; 4a?, 4b?; 4??; 4???; 4a????, 4b????, 4c????) di materiale composito non curato o pre-curato formanti il detto corrente (3, 3?, 3??, 3???, 3????), in cui il detto corrente (3, 3?, 3??, 3???, 3????) presenta un asse longitudinale (A) ed ha una porzione rialzata (7, 7?, 7??, 7???, 7????) sporgente a sbalzo da almeno una flangia (8) estendentesi parallelamente al detto asse longitudinale (A) e lungo una superficie di giacitura (S), la quale ? piana o ? una superficie di rotazione;
b) predisporre sul detto attrezzo (12, 12?, 12??, 12????) una pluralit? di secondi strati di materiale composito non curato o pre-curato formanti la detta pelle (2);
c) far aderire tra loro una faccia (2a) di detta pelle (2), parallela alla detta superficie di giacitura (S), e la detta flangia (8) di detto corrente (3, 3?, 3??, 3???, 3????);
d) applicare temperatura e pressione prefissate sull?assieme cos? formato in modo da compattare tra loro i detti strati, curare eventualmente il materiale non curato e unire rigidamente la detta pelle (2) al detto corrente (3, 3?, 3??, 3???, 3????);
caratterizzato dal fatto di comprendere, inoltre, la fase di:
e) effettuare un?operazione di taglio sul/i bordo/i laterale/i (13) di estremit? libero/i della detta flangia (8) in direzione obliqua rispetto alla detta superficie di giacitura (S) ed agli strati (4; 4a?, 4b?; 4??; 4???; 4a????, 4b????) formanti la flangia (8) stessa ed in modo tale che gli strati (4, 4a?, 4b?, 4??, 4???, 4a????, 4b????) tagliati della detta flangia (8) presentino, nella successiva fase c), un?estensione, lungo la detta superficie di giacitura (S), crescente verso la pelle (2) stessa.
2.- Procedimento secondo la rivendicazione 1, comprendente, inoltre, la fase di f) ricoprire almeno il/i detto/i bordo/i laterale/i (13) di estremit? della detta flangia (8) con un rivestimento in materiale composito in modo da sigillare verso l?esterno gli strati (4; 4a?, 4b?; 4??; 4???; 4a????, 4b????) tagliati nella fase e) e formanti la flangia (8) stessa.
3.- Procedimento secondo la rivendicazione 2, comprendente, successivamente alla fase e), la fase di g) laminare almeno un ulteriore strato (16) di materiale composito formante il detto corrente (3, 3?, 3??, 3???, 3????) ed applicato dal lato opposto del corrente (3, 3?, 3??, 3???, 3????) stesso rispetto a quello destinato ad essere applicato alla detta faccia (2a) della detta pelle (2); il detto ulteriore strato (16) presentando uno o due lembi di estremit? laterali (17) sporgente/i rispetto al/ai bordo/i laterale/i (13) tagliato/i della detta flangia (8); la detta fase f) essendo effettuata piegando il/i detto/i lembo/i di estremit? laterale/i (17) di detto ulteriore strato (16) sul/i rispettivo/i detto/i bordo/i laterale/i (13) tagliato/i della detta flangia (8) per ricoprirlo/i e sigillarlo/i verso l?esterno.
4.- Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui, durante la piegatura del/i lembo/i di estremit? laterale/i (17) del detto ulteriore strato (16), una prima porzione (18) del detto lembo di estremit? laterale (17) o di ciascun detto lembo di estremit? laterale (17) ricopre il rispettivo bordo laterale (13) tagliato della detta flangia (8) ed una seconda porzione (19), ancora sporgente dal bordo laterale (13) tagliato stesso, viene ripiegata sulla detta flangia (8) in modo da interporsi, nella detta fase c), tra la detta pelle (2) ed il detto corrente (3, 3?, 3??, 3???, 3????).
5.- Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui, durante la piegatura del/i lembo/i di estremit? laterale/i (17) del detto ulteriore strato (16), una prima porzione (18) del detto lembo di estremit? laterale (17) o di ciascun detto lembo di estremit? laterale (17) ricopre il rispettivo bordo laterale (13) tagliato della detta flangia (8) ed una seconda porzione (19), ancora sporgente dal bordo laterale (13) tagliato stesso, viene ripiegata dalla parte opposta della detta flangia (8), in modo da interporsi, durante la fase c), tra la detta pelle (2) ed il detto attrezzo (12, 12?, 12??, 12????).
6.- Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui la detta fase f) viene effettuata applicando un o rispettivi elemento/i di riporto (20) in materiale composito non curato/i sul/i bordo/i laterale/i (13) tagliato/i della detta flangia (8) in modo da ricoprirlo/i e sigillarlo/i verso l?esterno.
7.- Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui durante l?applicazione del detto elemento di riporto (20) o di ciascun detto elemento di riporto (20) sul/i bordo/i laterale/i (13) tagliato/i, una prima porzione (21) dell?elemento di riporto (20) stesso ricopre il rispettivo bordo laterale (13) tagliato della detta flangia (8) ed una seconda porzione (22), ancora sporgente dal bordo laterale (13) tagliato stesso, viene ripiegata sulla detta flangia (8) in modo da interporsi, nella detta fase c), tra la detta pelle (2) ed il detto corrente (3, 3?, 3??, 3???, 3????).
8.- Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui, durante l?applicazione del detto elemento di riporto (20) o di ciascun detto elemento di riporto (20) sul/i bordo/i laterale/i (13) tagliato/i, una prima porzione (21) dell?elemento di riporto (20) stesso ricopre il rispettivo bordo laterale (13) tagliato della detta flangia (8) ed una seconda porzione (22), ancora sporgente dal bordo laterale (13) tagliato stesso, viene ripiegata dalla parte opposta della detta flangia (8), in modo da interporsi, durante la fase c), tra la detta pelle (2) ed il detto attrezzo (12, 12?, 12??, 12????).
9.- Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il detto corrente (3?, 3??, 3???, 3????) presenta in sezione trasversale al detto asse longitudinale (A) un profilo sostanzialmente conformato a T o a L o a Z o a J.
10.- Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui la detta porzione rialzata (7) del detto corrente (3) ? concava ed ? posta centralmente tra due dette flange (8) laterali estendentesi lungo la detta superficie di giacitura (S); ed in cui, nella detta fase c), la detta pelle (2) e la detta porzione rialzata (7) concava del detto corrente (3) formano una cavit? (10) a profilo chiuso.
11.- Procedimento secondo la rivendicazione 10, comprendente, successivamente alla fase a) e preliminarmente alla fase c), la fase di h) posizionare almeno un inserto espandibile (11) longitudinale all?interno della porzione rialzata concava (7) del detto corrente (3), in modo tale che l?inserto espandibile (11) sia interamente alloggiato all?interno della cavit? (10) definita durante la fase c);
il procedimento comprendendo inoltre, successivamente alla fase c) e durante la fase d), la fase di i) espandere detto inserto espandibile (11) contro le pareti di delimitazione della cavit? (10) per mantenere detta cavit? (10).
12.- Procedimento secondo la rivendicazione 11, in cui la fase i) ? eseguita applicando pressione all?interno di detto inserto espandibile (11), in particolare la medesima pressione applicata all?esterno dell?assieme durante la fase d).
13.- Procedimento secondo la rivendicazione 11, in cui la fase i) ? eseguita somministrando calore a detto inserto espandibile (11).
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