MX2010008730A

MX2010008730A - Preformas tejidas de forma reforzada multidireccionalmente para estructuras compuestas.

Info

Publication number: MX2010008730A
Application number: MX2010008730A
Authority: MX
Inventors: Jonathan Goering; Steve Biddle; Donald Rose
Original assignee: Albany Eng Composites Inc
Priority date: 2008-02-11
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2011-06-01
Also published as: BRPI0908802B1; CA2714602C; EP2242645B1; PL2242645T3; US20090202763A1; ES2622131T3; WO2009102650A1; BRPI0908802A2; CN101998905A; EP2242645A1; RU2010134758A; AU2009215014B9; KR20110002009A; RU2504478C2; TW201000318A; AU2009215014B2; ZA201005736B; JP2011516294A; HUE031749T2; KR101851381B1

Abstract

La presente invención se refiere a preformas de fibra reforzadas multidireccionalmente que se ajustan fácilmente a curvaturas complejas, tales como, cajas de ventilador de turbina compuestas, anillos de contención de motor a chorro, estructuras de fuselaje de aeronaves, estructuras de ventana de aeronaves, y anillos con pestañas para unir góndolas a motores de aeronaves. La presente invención proporciona preformas tejidas de forma multidirecionalmente reforzada con una fuerza mejorada para estructuras compuestas que son de eje simétrico así como no de eje simétrico en naturaleza. La invención es una preforma usada para reforzar una estructura compuesta que incluye una porción de tela de tejido de contorno, porción trenzada bi-axialmente, trenzada tri-axialmente o tela sesgada, y/o una porción de tela de tejido polar, y un método para hacer la misma. La preforma puede incluir opcionalmente una porción tejida tridimencionalmente. La combinación de formas diferentes de telas permite producir la preforma sin cortar y formar pinzas de los cabos individuales. Eliminar estos cortes y formación de pinzas mejora la resistencia y desempeño de la estructura resultante.

Description

PREFORMAS TEJIDAS DE FORMA REFORZADA MULTIDIRECCIONALMENTE PARA ESTRUCTURAS COMPUESTAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a preformas tejidas para reforzar materiales compuestos y, en particular, , a preformas tejidas de forma multidireccionalmente reforzada para estructuras compuestas.

Incorporación para Referencia Todas las patentes, solicitudes de patente, documentos, referencias, instrucciones del fabricante, descripciones, especificaciones de producto, y láminas de producto para cualquiera de los productos mencionados en la presente se incorporan en la presente para referencia, y pueden emplearse en la práctica de la invención.

Descripción de la Técnica Anterior El uso de materiales compuestos reforzados para producir componentes estructurales está ahora ampliamente expandido, particularmente en aplicaciones donde sus características deseables se buscan que sean ligeras en peso, fuerza, resistencia, resistencia térmica, auto-sustentable ' y adaptable para formarse y darle. Se usan tales componentes, por ejemplo, en aplicaciones aeronáuticas, aeroespaciales ,: de satélite, recreacional (como en carreras de botes y autos) , y otras aplicaciones.

Típicamente tales componentes consisten de materiales reforzados incrustados en materiales de matriz. El componente de refuerzo puede hacerse de materiales tales como vidrio, carbono, cerámica, aramida, polietileno, y/u otros materiales que exhiben propiedades físicas, térmicas, químicas y/u otras deseadas, la principal es la mayor fuerza contra la falla a tensión. Desde el uso de tales materiales reforzados, que finalmente se vuelven un elemento constituyente del componente completo, las características deseadas de los materiales reforzados, tal como resistencia muy alta, se imparten al componente compuesto completado. Los materiales constituyentes reforzados típicamente, pueden ser tejidos, tejidos de punto, no tejidos o de otra manera orientado en configuraciones y formas deseadas para preformas reforzadas. Usualmente se presta atención particular a asegurar la utilización óptima de las propiedades por las cuales los materiales de refuerzo constituyentes se han seleccionado.

Usualmente tales preformas de refuerzo se combinan con material de matriz para . formar componentes terminados deseados o para producir reserva de trabajo para 1 la i producción final de componentes terminados. I i Después de que se ha construido la preforma de refuerzo deseada, el material de matriz puede introducirse en y sobre la preforma, de manera que típicamente la preforma de refuerzo se recubre en la material de matriz y el material de matriz llena las áreas intersticiales entre los elementos constituyentes de la preforma de refuerzo. El material de matriz puede ser cualquiera de una amplia variedad de materiales, tales como materiales epóxicos, fenólicos, poliéster, vinil-éster, cerámica, carbono y/u otros, que también exhiben propiedades físicas, térmicas, químicas y/u otras deseadas. Los materiales elegidos para uso como: la matriz pueden o no ser los mismos como el de la preforma de refuerzo y pueden o no tener propiedades físicas, químicas, térmicas u otras comparables. Típicamente, sin embargo, no serán los mismos materiales o tendrán propiedades físicas, químicas, térmicas u otras comparables, ya que un objetivo usual buscado en las composiciones de uso en primer lugar, es alcanzar una combinación de características en el producto terminado que no se alcanza a través del uso de un material constituyente solo. Combinada de esta manera, la preforma de refuerzo y el material de matriz pueden entonces curarse y estabilizarse en la misma operación por termoendurecidp u ? otros métodos conocidos, y luego someterse a otras operaciones hacia producir el componente deseado. 1 Es importante notar en este punto que después de curar de esta manera, la masa solidificada del material de matriz normalmente se adhiere muy fuertemente al material reforzado (por ejemplo, la preforma de refuerzo) . Como resultado, la tensión en el componente terminado, particularmente por medio de su material de matriz que actúa como un adhesivo entre las fibras, puede transferirse efectivamente a y transportarse por el material el material constituyente de la preforma de refuerzo .

Frecuentemente, se desea producir componentes en configuraciones que sean diferentes a las formas geométricas sencillas como (per se) placas, láminas, sólidos rectangulares o cuadrados, etc. Una forma para hacer esto es combinar tales formas geométricas básicas en las formas más complejas deseadas. Una de tal combinación se hace al unir las preformas de refuerzo hechas como se describe arriba en un ángulo (típicamente un ángulo derecho) con respecto al otro. Los propósitos usuales para tales configuraciones angulares de preformas de refuerzo unidas es crear una forma deseada para formar una preforma de refuerzo que incluye una o más paredes de extremo, o para reforzar la combinación resultante de preformas de refuerzo y la estructura compuesta que se produce contra la desviación o falla cuando se expone a las fuerzas exteriores, tales como presión o tensión. En cualquier caso, una consideración relacionada es hacer cada unión entre los componentes del constituyente tan fuerte como sea posible. Dada la fuerza muy alta deseada de los constituyentes de preforma de refuerzo per se, la debilidad de la unión se vuelve, efectivamente, una "ligadura débil" en una "cadena" estructural.

En la técnica relacionada, la Patente E.U.A. No. 4,847,063 se enseña un articulo de composición carbono/carbono, hueco, alrededor de un eje de simetría, en el cual se forma un huso refractario al calor para formar una configuración de superficie interior deseada, y uno o más cabos de filamentos de carbono térmicamente estables se trenzan sobre la superficie del huso. Los cabos se impregnan entonces con un impregnante líquido carbonizable, y el ensamble de cabos impregnados y el huso se trata por calor como para carbonizar el impregnado.

La Patente E.U.A. No. 5,070, 914 se refiere a una tela textil triaxial para uso como una tela textil reforzada para un material en composición en donde los módulos de elasticidad se hacen isotrópicos y la tela se deforma en una configuración tridimensional sin cambiar la orientación de los ángulos. La tela comprende un gran número de hilos oblicuos que se extienden en una dirección radial desde el centro de la tela textil, y un hilo circunferencial tejido espiralmente en una dirección circunferencial entre los hilos oblicuos. Cada uno de los hilos oblicuos adyacentes está trenzado uno con el otro y el hilo circunferencial se teje entre los hilos oblicuos trenzados de tal manera que tal trenzado aparece entre cada rollo adyacente del hilo circunferencial tejido espiralmente . La etapa de trenzado toma lugar después de la inserción del hilo circunferencial y antes del movimiento hacia arriba y hacia debajo de los hilos oblicuos alternados.

La Patente E.U.A. No. 5,619,903 enseña una preforma trenzada para estructuras compuestas, que tiene un eje longitudinal y una pluralidad de hebras trenzadas de fibra estructurar. Un miembro alargado, una barra pultrusionada, que tiene una rigidez mayor a la de las hebras de fibra estructural se entrelazan en las hebras trenzadas paralelas al eje longitudinal del miembro trenzado, que es un tubo axialmente trenzado.

Aunque el arte previo ha buscado mejoras sobre , la integridad estructural de la composición reforzada y ha alcanzado éxito, existe un deseo para mejoras sobre esto o dirigir el problema a través de un enfoque diferente de aquellos descritos arriba. A este' respecto, un enfoque puede ser al crear una estructura tridimensional ("3D") tejida ,pór máquinas especializadas. Otro enfoque seria tejer una estructura bidimensional ("2D") y plegarla en una forma. Sin embargo, esto resulta típicamente en partes que ¡ se distorsionan cuando se pliega la preforma. La distorsión ocurre debido a que las longitudes de la fibra como se teje son diferente de las que sería cuando la preforma se pliega. Esto causa hoyos y ondas en áreas donde las longitudes de fibra como se teje son muy cortas, y las torceduras en las áreas donde las longitudes de fibras son muy largas. Estas distorsiones causan anomalías de superficie indeseables y reducen la resistencia y dureza del componente. Aunque esto puede aliviarse por el corte y formación de pinzas, tal procedimiento es indeseable, ya que es un trabajo intensó o de otra manera puede comprometer la integridad de , la preforma. Las preformas 3D de eje simétrico por lo tanto son deseables debido a que proporcionan resistencia incrementada con relación a las composiciones laminadas 2D. Estas preformas son particularmente útiles en aplicaciones que requieren la composición para transporte de cargas planas, tales como en aplicaciones aeroespaciales .

Otras técnicas incluyen enrollado de filamento, que es una técnica de colocación de fibra continua por ello las fibras se enrollan alrededor de un huso. Esta técnica de fabricación no es aplicable en todas las formas geométricas. Por ejemplo, las fibras unidas presentan superficies larjgas que tienen formas cóncavas. Adicionalmente, es difícil obtener una cubierta uniforme de material en una sección curvada que usa enrollado de filamento. Aunque el enrollado de filamento es una tecnología altamente automatizada, . el filamento que enrolla un laminado de capa múltiple de forma completa puede requerir tiempo considerable debido a la baja velocidad de despachado de material.

La colocación de gancho es una tecnología similar al enrollado de filamento en la que ganchos o listones sencillos/múltiples de material se despachan en un huso. Al contrario del enrollado de filamento, los ganchos pueden ser discontinuos en longitud y los ganchos pueden colocarse a lo largo de superficies cóncavas. Al usar ganchos discontinuos, es posible obtener una cobertura casi uniforme de material a través de una parte curvada y es posible mantener los ángulos de fibra deseados. Sin embargo, el proceso puede ser lento y restrictivo a los materiales previamente impregnados, y por lo tanto caro.

La Patente E.U.A. 5,394,906 (de aquí en adelante únicamente, "la patente '906") se refiere a un aparato para fabricar telas planas o tridimensionales rectas o curvadas para la fabricación en estructuras compuestas. Los hilos rellenados se insertan entre las capas de hilos envueltos, y una lengüeta inclinada o curvada, dependiendo de ' la orientación de los hilos rellenos, se usa para compactar o "machacar" los hilos rellenos. La patente ? 906 describe además que los hilos envueltos de la tela pueden curvarse usando rodillos cónicos o de combinación cónico y cilindrico para efectuar la toma de tela diferencial de los hilos envueltos para obtener un radio constante de la curvatura* de los hilos envueltos. En una modalidad adicional, la patente '906 describe un dispositivo de toma de tela de barra I con abrazadera usando para efectuar la toma de tela diferencial de los hilos envueltos para obtener hilos envueltos rectos, hilos envueltos curvados con un radio constante de curvatura, hilos envueltos curvados con un radio de curvatura no constante, o alguna combinación de hilos envueltos rectos y curvados. Aún en otra modalidad, las pestañas para una forma en C curvada se forman al insertar alternativamente los hilos envueltos a través de alambres dentados adyacentes ' de la lengüeta para permitir el tejido de las pestañas. Estas características, sin embargo, requieren máquinas de tejido de diseño regular que usan lengüetas inclinadas o curvadas para insertar hilos rellenos entre los hilos envueltos. La máquina también requiere un diseño especial para este mecanismo de "machacado", que de nuevo depende de la orientación de los hilos rellenos en la estructura. La producción de una máquina de tejido especial únicamente para producir una estructura; de diseño particular no sólo es caro, sino también está confinado a tal diseño particular. Adicionalmente, estas máquinas corren a velocidades relativamente más lentas quei la máquina de tejido convencional, debido a la inserción del hilo relleno que sigue una trayectoria inclinada o curvada, que reduce drásticamente la velocidad del telar.

La Patente E.U.A. 6,086,968 (de aquí en adelante únicamente, "la patente ?968") proporciona materiales tejidos i que tienen una variedad de formas bi- y tridimensionales. Los materiales se construyen al variar continuamente la densidad y/o las direcciones de las fibras o hilos envueltos y/o en trama durante el proceso de tejido mecánico. Estos materiales se tejen alrededor de un objeto y se impregnan posteriormente con el material de matriz.

Aunque las patentes ¾906 y ?968 ofrecen ventajas sobre la otra técnica previa discutida arriba, v para muchas aplicaciones estructurales que no son realmente de eje simétrico, necesitan agregarse características estructurales adicionales para reforzar la estructura y proporcionar estabilidad mecánica en todas las direcciones. En consecuencia, el mero uso de preformas tejidas 2D o 3D no proporciona adecuadamente la fuerza requerida en todas las direcciones. Por lo tanto, sería un avance en el estado del arte proporcionar una estructura y método para formar preformas tejidas de formas reforzadas multidireccionalmente para estructuras compuestas que tengan fuerza mejorada en una configuración tanto en eje asimétrico así como no en eje asimétrico.

Compendio de la Invención I La presente invención se refiere a un método para combinar telas formadas usando técnicas, tales como por ejemplo, trenzado bi-axial, trenzado tri-axial, tejido polar, tejido de dirección envuelto, tejido de contorno, y tejido tridimensional, para producir un laminado que está reforzado multidireccionalmente y se ajusta fácilmente a curvaturas complejas, tales como por ejemplo, cajas de ventilador de turbina compuestas, anillos de contención de motor a chorro, estructuras de fuselaje de aeronaves, estructuras de ventana de aeronaves, y anillos con pestañas para unir góndolas a motores de aeronaves. La presente invención proporciona preformas tejidas formadas multidireccionalmente reforzadas i con una fuerza mejorada para estructuras compuestas que son de eje' simétrico asi como no de eje simétrico en naturaleza.

La combinación de formas diferentes de telas permite producir la preforma sin cortar y formar pinzas de los cabos individuales. Eliminar estos cortes y formación de pinzas mejora la resistencia y desempeño de la estructura resultante.

En consecuencia, la presente invención se dirige a preformas de tela que usan una combinación de técnicas ; de fabricación de textiles, tales como por ejemplo, tejido de contorno, tejido polar, trenzado bi-axial, trenzado triaxial, tejido de dirección envuelto y tejido tridimensional I para producir una estructura que es primariamente de eje i simétrico, pero puede incluir algunos refuerzos no de eje simétrico. Los refuerzos se proporcionan en las direcciones del aro (0o) y axial (90°) asi como los refuerzos a +45° con relación a la dirección del aro. Estas preformas se usan en aplicaciones tales como cajas de ventilador de turbina compuestas, anillos de contención de motor a chorro, estructuras de fuselaje de aeronaves, estructuras de ventana de aeronaves, y anillos con pestañas para unir góndolas a motores de aeronaves.

La invención de acuerdo a una modalidad es una estructura de ventana de aeronave formada de una preforma multi-elemento que comprende un trenzado bi-axial, una tela de tejido polar, una tela de tejido de contorno y un elemento de forma triangular tejido tridimensionalmente que rellena el espacio entre la estructura laminada de los tres elementos.

La invención de acuerdo a una modalidad es una estructura de fuselaje de aeronave formada de una preforma multi-elemento que comprende un trenzado bi-axial, una tela de tejido de contorno y un elemento formado tejido tridimensionalmente .

Más específicamente, una modalidad de la invención es una preforma usada para reforzar una estructura compuesta ¡que incluye una primera porción que comprende una pluralidad' de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde la tela de tejido de contorno incluye una o más capas de hilos envueltos entretejidos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hilos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela: de tejido de contorno, en donde la tela sesgada incluye una pluralidad de hilos entretejidos en ángulos oblicuos a una o más capas de hilos envueltos y en trama. La preforma puede incluir además una segunda porción que comprende una tela tejida tridimensionalmente, en donde la segunda porción se enlaza a la primera porción. La preforma incluye además una tercera porción que comprende una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido polar y la tela sesgada, en donde la tela de tejido polar se forma al realizar toma¡ de tela diferencial de una pluralidad de hilos envueltos de un extremo lateral de la tela de tejido polar a una extremo lateral opuesto para crear hilos envueltos curvados para impartir una configuración curvada plana a la tela de tejido polar.

Aún otra modalidad de la invención es una estructura compuesta reforzada con una preforma que incluye una primera porción que tiene una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde: la tela de tejido de contorno incluye una o más capas de hilos envueltos entretejidos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hilos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela de tejido de contorno, en dónde la tela sesgada incluye una pluralidad de hilos entretejidos en ángulos oblicuos a una o más capas de hilos envueltos y en trama; y un material de matriz. La preforma incluye además una segunda porción que comprende una tela tejida tridimensionalmente, en donde la segunda porción se enlaza a la primera porción. La preforma incluye además una tercera porción que comprende una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido polar y la tela sesgada, en donde la tela de tejido polar se forma al realizar toma de tela diferencial de una pluralidad de hilos envueltos de un extremo lateral de la tela de tejido polar a un extremo lateral opuesto para crear hilos envueltos curvados para impartir una configuración curvada plana a la tela de tejido polar.

Aún otra modalidad de la invención es un método para fabricar una preforma usada para reforzar una estructura compuesta que incluye las etapas de formar una primera porción al colocar en capas una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde la tela de tejido de contorno se forma; al entretejer una o más capas de hilos envueltos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hijlos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela de tejido de contorno después de tejer, en donde la tela sesgada se forma al entretejer una pluralidad de hilos en ángulos oblicuos a una o más capas de hilos envueltos y en trama. El método incluye además las etapas de formar una segunda porción al tejer tridimensionalmente una tela; y enlazar la segunda porción a la primera porción. El método también puede incluir la etapa de formar una tercera porción al colocar en capas una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido polar y la tela sesgada, en donde la tela de tejido polar se forma al realizar toma de tela diferencial de una pluralidad de hilos envueltos de un extremo lateral de la tela de tejido polar a un extremo lateral opuesto para crear hilos envueltos curvados para impartir una configuración curvada plana a la tela de tejido polar.

Aún otra modalidad de la invención es un método para fabricar una estructura compuesta tridimensional reforzada con una preforma que comprende las etapas de formar una primera porción de la preforma al colocar en capas una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde la tela de tejido de contorno se forma al entretejer una o más capas de hilos envueltos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hilos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela de tejido de contorno después de tejer, en donde la tela sesgada se forma al entretejer una pluralidad de hilos en ángulos oblicuos a una o más capas de hilos envueltos y en trama; e impregnar la preforma con el material de matriz. El método incluye además las etapas de formar una segunda porción de la preforma al tejer tridimensionalmente una tela; y enlazar la segunda porción a la primera porción. El método también puede incluir la etapa de formar una tercera porción de la preforma al colocar en capas una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido polar y la tela sesgada, en donde la tela de tejido polar se forma al realizar toma de tela diferencial de una pluralidad de hilos envueltos de un extremo lateral de la tela de tejido polar a un extremo lateral opuesto para crear hilos envueltos curvados para impartir una configuración curvada plana a la tela de tejido polar.

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es eliminar la necesidad de cortar y formar pinzas individuales a telas o cabos reforzados para estructuras tridimensionales. Es un objeto adicional como parte de esto simplificar la manufactura de tales estructuras y reducir el requerimiento de trabajo.

Aún otro objeto de la invención es proporcionar una preforma tridimensional que es de un diseño que es una alternativa a y/o una mejora en preformas existentes y/o estructuras compuestas reforzadas hasta el momento disponibles. i Aún otro objeto de la invención es proporcionar tal preforma tridimensional que puede formarse en forma sin distorsión de las fibras que comprenden la preforma.

Un objeto todavía adicional es proporcionar un método para crear una tela reforzada que puede adaptarse fácilmente para crear una amplia variedad de estructuras tridimensionales diferentes.

Es aún otro objeto de la presente invención proporcionar un método para producir una preforma de tela o fibra que mantiene la orientación de fibra apropiada, geometría y uniformidad general del grosor de la capa. La invención propuesta, sin embargo, no se limita a esta geometría transversal particular o la orientación de fibra de 0, 90 y +/- 45 grados. De hecho, el ángulo de la fibra puede especificarse como una función de la posición a lo largo de la estructura, y el ancho de la tela puede cambiar a lo largo de la longitud de la estructura.

Otro objeto de la presente invención es facilitar la fabricación de un amplio rango de preformas que pueden usarse para hacer partes estructurales compuestas estructuralmente eficientes, menos caras, que previamente han sido caras, estructuralmente ineficientes o no se pueden fabricar.

Estos y otros objetivos y ventajas serán aparentes a partir de la presente invención. La presente invención se dirige hacia proporcionar una preforma especialmente diseñada apropiada como el refuerzo para una estructura compuesta tridimensional. El refuerzo de fibra es uno que puede ser tejido en una máquina de tejido convencional y luego1 se pliega en su forma final antes de impregnar de resina sin producir una distorsión indeseable en las fibras. Esto se realiza al ajusfar la longitud de las fibras durante el tejido de tal manera que algunas son cortas en algunas áreas y largas en otras. Las fibras se ecualizan entonces cuando la preforma se pliega en la forma proporcionada para una transición suave al plegado. Ver por ejemplo Patente E.U.A. 6, 446, 675, la descripción de la cual se incorpora en la presente para referencia. También aunque se hace referencia a preformas tejidas, es aplicable a no tejidas, tales como trenzado o unido por costura, por ejemplo, será aparente para alguien experto en la técnica. ¦ Para un mejor entendimiento de la invención, sus ventajas operativas y objetivos específicos que se alcanzan por sus usos, se hace referencia a la materia descriptiva acompañante en la cual se ilustran las modalidades preferidas, pero no limitantes, de la invención.

Los términos "que comprende" y "comprende" en esta descripción puede significar "que incluye" e "incluye" o puede tener el significado comúnmente dado al término "que comprende" o "comprende" en la Ley de Patentes de E.U.A. Los términos "que consiste esencialmente de" o "consiste esencialmente de" si se usa en las reivindicaciones tienen el significado adscrito a estos en la Ley de Patentes de E.U.A. Otros aspectos de la invención se describen en o son obvios de (y dentro del ámbito de la invención) la siguiente descripción.

Breve Descripción de las Figuras Las figuras acompañantes, que se incluyen para proporcionar un entendimiento adicional de la invención, se incorporan en y constituyen una parte de esta especificación, las figuras presentadas en la presente ilustran diferentes modalidades de la invención y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención. En las figuras: Las Figs. 1(a) y 1(b) muestran etapas en un método1 de preparación de una preforma multidireccionalmente reforzada de acuerdo a una modalidad de la invención; La Fig. 2 muestra una preforma multidireccionalmente reforzada de acuerdo a un aspecto de la invención; Las Figs. 3(a) y 3(b) muestran una vista transversal de la preforma multidireccionalmente reforzada mostrada en la Fig. 2; La Fig. 4 muestra una preforma de anillo con pestaña multidireccionalmente reforzada de acuerdo a una modalidad de la invención; La Fig. 5 muestra una vista transversal de la preforma multidireccionalmente reforzada mostrada en la Fig. 4; Las Figs. 6a y 6b muestran fotos de una preforma multidireccionalmente reforzada de acuerdo a una modalidad de la invención; La Fig. 7 muestra una preforma multidireccionalmente reforzada de acuerdo a un aspecto de la invención; La Fig. 8 muestra una vista transversal de la preforma multidireccionalmente reforzada mostrada en la Fig. ; La Fig. 9 muestra una etapa en un método de preparación de una preforma multidireccionalmente reforzada de acuerdo a una modalidad de la invención; y La Fig. 10 muestra una etapa en un método de preparación de una preforma multidireccionalmente reforzada de acuerdo a una modalidad de la invención.

Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas La invención actual se describirá ahora más completamente de aquí en adelante con referencia a las figuras acompañantes, en las cuales se muestran las modalidades preferidas de la invención. Esta invención puede, sin embargo, abarcarse en muchas formas diferentes y no deberá construirse como limitantes a las modalidades ilustradas establecidas en la presente. Al contrario, estas modalidades ilustradas se proporcionan de manera que esta descripción será a fondo y completa, y transmiten completamente el alcance de la invención a aquellos expertos en la técnica.

En la siguiente descripción, caracteres de referencia iguales designan partes correspondientes o iguales a través de las figuras. Adicionalmente, en la siguiente descripción, se entiende que términos tales como "superior", "inferior", "parte de arriba" y "fondo" y similares son palabras de conveniencia y no se construyen como términos limitantes.

Volviendo ahora a las figuras, la invención de acuerdo a una modalidad es un método para fabricar una preforma de fibra multidireccionalmente reforzada para uso en aplicaciones de alta resistencia, tales como por ejemplo, una caja de ventilador de turbina compuesta, anillo de contención de motor a chorro, una estructura de fuselaje de aeronave, una estructura de ventana de aeronave o en anillos don pestañas para unir góndolas a motores de aeronaves.

El método d acuerdo con esta modalidad utiliza una combinación de dos o más técnicas de fabricación de textiles, tales como por ejemplo, tejido de contorno, tejido polar, trenzado bi-axial, trenzado tri-axial, tejido de dirección envuelto, tejido de desviación, y tejido tridimensional para fabricar una estructura que es primariamente de eje simétrico, pero también" puede incluir algunas características no de eje simétrico. Los términos "dirección de envoltura" and "tejido polar" se describirán en más detalle en las últimas partes de esta selección.

Tejido de contorno, de acuerdo a una modalidad de 1 la invención, se usa para producir preformas de eje simétrico al formar la tela alrededor de un huso. Por ejemplo, una série i de rodillos que son diseñados especialmente para una forma específica pueden usarse para formar la preforma. El tejido de contorno utiliza un sistema de toma especial para producir preformas que tienen fibras envueltas con longitudes diferentes. Las longitudes de envoltura diferentes dan a las telas resultantes alguna curvatura, fuera del plano de la tela. En el caso de tejido de contorno, la tela se diseña de manera que se toma en una forma transversal especifica, tal como por ejemplo la mostrada en la Fig.l(a). Un ejemplo de una estructura reforzada multidireccionalmente o preforma de fibra formada de acuerdo a una modalidad de la invención se muestra en la Figura 2. La figura describe una estructura de fuselaje 10, cuya vista transversal, que ilustra las porciones de la parte superior e inferior de la estructura 10, se muestran en las Figuras 3(a) y 3(b). Una estructura de fuselaje es un elemento estructural en diseños de aeronaves típicos. Hay típicamente muchas de tales estructuras en, el fuselaje y proporcionan refuerzo de circunferencia en ¡ la estructura de aeronave.

La estructura 10 tiene una estructura circular con estas porciones de la parte superior e inferior que tienen un ancho y grosor deseado. La fabricación de la porción principal1 de la estructura 10 comienza al tejer el contorno de una tela continua. El proceso de tejido de contorno involúcra alimentar hilos envueltos en una forma en contorno usando un huso con forma o similares, de tal manera que la tela-producida en el telar mantiene la forma en contorno aún después de que se retira del telar. Los hilos envueltos o rellenados (o entramados) mantienen una orientación de 0o y 90° en la tela, proporcionando por ello un refuerzo en las direcciones 0o y 90°, donde 0o es la dirección del aro (perpendicular a la dirección radial) y 90° es la dirección radial de la estructura o marco final 10. El tejido de contorno también puede resultar en una tela que contiene fibras envueltas de longitudes diferentes de manera que la tela está predispuesta para tomarse en una forma de eje simétrico especifica cuando se envuelve en un huso. El huso puede ser de prácticamente cualquier forma o tamaño deseado dependiendo de la estructura final deseada. El huso puede o no tener provisiones para pestañas en uno o ambos lados del anillo, con base en si se requieren o no anillos con pestañas continuos en el producto final. Esto permite porciones cilindricas, anulares, y/o cónicas de la estructura, a combinarse en una preforma sencilla. Por ejemplo, en la estructura de fuselaje mostrada en la Figura 2, hay una porción cilindrica que forma la pestaña exterior 20 y una porción anular que forma la pata 30 (mostrada en la Fig. 3(b)). Similarmente, el anillo de doble pestaña genérico mostrado en la Figuras 6a y 6b tiene pestañas en ambos extremos. Las vistas transversales y de frente de tal anillo de pestaña doble se muestran en las Figs. 4 y 5 respectivamente. ! Una de las desventajas del tejido de contorno es que no hay desviación o refuerzo no en rizo o no radial en la estructura. Este refuerzo se requiere típicamente para mejorar la resistencia al corte y/o soporte cuando la preforma se procesa en una composición. En la presente invención, esta característica se proporciona al intercalar una o más capas de tela sesgada 42 entre una o más capas de tela perfilada 44 conforme se envuelve en un huso, como se muestra en la Figura 1(b). La tela sesgada 42 puede ser continua o discontinua, y puede fabricarse usando cualquier método conveniente, tales como cortar una tela 2D convencional a ±45° o cortar a ±45° tubo trenzado.

En contraste a la tela de tejido de contorno, la tela sesgada 42 no está predispuesta a tomar la forma transversal deseada. Sin embargo, las fibras en esta tela están libres de 'división' ya que se envuelven alrededor de las esquinas para formar características tales como pestañas. Esto mueve la fibra hacia un refuerzo de ±45°, pero este efecto es relativamente pequeño para aplicaciones más práctica y es insignificante para estructuras de diámetro muy grande.

La tela de tejido de contorno 44 con cabos sesgados insertados 42 resulta de esta manera en una estructura de 'eje simétrico 50 con una sección transversal que se asemeja a ;una composición laminada. Esta estructura compuesta laminada de esta manera tiene una configuración isotrópica (es decir cantidades iguales de fibra en las direcciones 0o, 90°, +45°, y -45°); sin embargo, la invención no se limita a esta configuración. !¦ Para aplicaciones que son realmente de eje simétrico, características adicionales tales como una pestaña interior 60, rigidez de circunferencia, o anillo de enlace intermedio, como se menciona previamente pueden formarse usando la tela de tejido de contorno 44 y/o la tela sesgada 42. Muchas aplicaciones estructurales, sin embargo, no son realmente de eje simétrico, y en tales casos, características estructurales adicionales pueden agregarse a la preforma usando preformas tejidas tridimensionales tales como la preforma 40 Pi mostrada en las Figs. 3(a) y 3(b). El uso de una preforma 40 Pi simétrica se muestra únicamente como un ejemplo, pero prácticamente cualquier forma posible con tejido tridimensional puede usarse para este propósito. Las características formadas al enlazar preformas tejidas tridimensionales adicionales requiere un empalme en la dirección del aro, pero este empalme puede usualmente localizarse en una porción cargada más ligeramente 45 de la estructura de manera que se evita una penalización de resistencia importante. La preforma 40 Pi puede formarse de acuerdo al método descrito en la Patente E.U.A. No. 6,446,675 hasta el momento referida.

La tela de tejido de contorno, tela sesgada y la preforma Pi pueden hacerse de materiales, tales como por ejemplo, carbono, nylon, rayón, poliéster, fibra de vidrio, algodón, vidrio, cerámica, aramida, y polietileno, o cualquier otro material comúnmente conocido en la técnica. La estructura final puede impregnarse con un material de matriz, tal como por ejemplo, epoxi, poliéster, éster de vinilo, cerámica, y carbono, usando métodos de impregnación de resina tales como infusión de película de resina (RFI, por sus siglas en inglés), moldeo por transferencia de resina o filtración de vapor químico, por ello se forma una estructura compuesta tridimensional.

En consecuencia, una modalidad de la invención es una estructura compuesta tridimensional reforzada con una preforma tejida y un método para formar la misma que incluye una primera porción que tiene una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde la tela de tejido de contorno incluye una o más capas de hilos envueltos entretejidos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hilos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela, de tejido de contorno, en donde la tela sesgada incluye ¡una pluralidad de hilos entretejidos o trenzados en ángulos oblicuos a una o más capas de hilos envueltos y en trama; y un material de matriz. La estructura compuesta incluye además una segunda porción que comprende una tela tejida tridimensionalmente, en donde la segunda porción se enlaza a la primera porción.

Las ventajas primarias de la invención son: 1) Con relación a un sistema coordinado cilindrico, la preformas de acuerdo a la presente invención tienen un refuerzo continuo en las direcciones del aro y axial asi como refuerzo a ±45° con relación a la dirección del aro. Esto mejora tanto ¡ la resistencia como la dureza del componente de composición resultante; 2) la preforma se produce por ingeniería para tomar la forma deseada sin la necesidad de cortar y punzar, por ello se elimina las interrupciones en la fibra del aro. Esto reduce la mano de obra requerida para construir >. la preforma asi como resultar en resistencia mejorada. Las otras ventajas incluyen: 3) mantener la orientación de fibra deseada a lo largo de la sección curvada; 4) material uniforme cubierto desde los puntos radiales más interior a más exterior a lo largo de la sección curvada; 5) produci la geometría transversal requerida; y 6) efectividad de costo.

La invención de acuerdo a una modalidad adicional es' un i método para combinar dirección de envoltura, tejido polar, tejido de contorno, trenzado bi-axial, trenzado tri-axial y/o tejido tridimensional para . producir un laminado que se ajusta fácilmente a curvaturas complejas, tales como por ejemplo, una estructura de ventana de aeronave.

El término "dirección de envoltura" se refiere a un sistema de toma diferencial para los hilos envueltos, que los 'conduce' en una forma requerida, y permite el tejido recto, tejido polar o una combinación de los mismos para producir una preforma que puede tomar prácticamente cualquier forma en el plano X-Y de la tela o preforma. Un ejemplo de tal tela conducida envuelta se muestra en la Fig. 10, donde la tela 100 es plana en un plano, y tiene una forma curvada en el plano X-Y. En tal configuración, cada hilo envuelto puede tener una longitud de trayectoria diferente. Tanto la dirección de envoltura como el tejido de contorno usan sistemas de toma especiales para producir telas que tienen fibras envueltas con longitudes diferentes. Las longitudes de envoltura diferentes dan las telas resultantes con alguna curvatura (en el plano de la tela para dirección de envoltura y fuera del plano para tejido de contorno). En el caso de dirección de envoltura, la tela se teje de manera que! se mantiene plana, mientras que en el tejido de contorno, la tela se diseña de manera que se toma en una forma transversal especifica. . i La invención de acuerdo a una modalidad es una estructura de ventana de aeronave 15 como se muestra en la Figura 7. Una vista transversal describe los elementos que hacen esta estructura de elementos múltiples o marco de ventana 15 se muestra en la Figura 8. La estructura 15 comprende cuatro formas tejidas diferentes, que se usan en esta producción. La combinación de estas formas permite que se produzca la preforma sin cortar y formar pinzas de los cabos individuales. Eliminar estos cortes y formación de pinzas mejora la resistencia asi como el desempeño de la estructura resultante.

La estructura o marco 15, incluye una envoltura superior 25, una envoltura interior 35, una envoltura exterior 55 y un rellenador de huecos 65. La envoltura superior 25 es una precolocación alternada de capas de una tela sesgada y un tejido polar o tela de tejido de contorno. La tela sesgada puede ser continua o discontinua, y puede fabricarse usando cualquier método conveniente, tales como cortar una tela bidimensional convencional a ±45° o cortar a ±45° tubo trenzado biaxial. La tela de tejido polar 70 con fibras envueltas o hilos 72 orientados en una dirección radial y las fibras o hilos rellenos 74 en la dirección hacia el aro, se tejen con un radio de curvatura que se alinea en la geometría en plano de la envoltura superior 25, como se muestra en la Figura 9. En particular, el tejido polar es un método para curvar los hilos envueltos de la estructura, mientras se mantiene la orientación del hilo relleno 74 apropiada. Esto se realiza al modificar el sistema de toma de tela, i En particular, la tela 70 se teje usando un sistema de toma de tela diferencial tal como el que utiliza rodillos cónicos jy/o cilindricos 75 mostrados en la Figura 9. Las porciones de diámetro más pequeñas de los rodillos cónicos jala los hilos envueltos (es decir, tela) menos por revolución del rodillo que la porción de diámetro más grande del rodillo. Esta toma diferencial de los hilos envueltos 72 causa que la tela se curve, dando de esta manera la forma polar a la tela 70, cuyos bordes en longitud pueden unirse ya sea por entretejido de los hilos envueltos en conjunto o usando otras técnicas de unión de extremos conocidas en la técnica. La tela polar 70 puede ser tejida en una forma circular y formada en formas anulares tales como formas ovaladas o de pista de carreras, dependiendo de la forma de la estructura final deseada. Si se usa dirección de envoltura, la forma anular puede tejerse directamente y no requiere ninguna formación adicional.

Al colocar capas de trenzado bi-axial sobre capas de una tela de tejido polar 70 o al contrario, puede alcanzarse una distribución igual de 0, 90 y +/-45 grados de refuerzo debido a la orientación de la fibra multi-direccional, formando de esta manera un laminado de dos o más capas. La trenza consiste de una manga termoencogible que, por la acción de tijera de la trenza, se ajusta a la curvatura de la í superficie, como se describe previamente.

De regreso ahora a la Fig. 8, la envoltura exterior 55 y la envoltura interior 35 son similares una a la otra en que ambas se construyen de capas alternadas de telas sesgadas telas tejidas niveladas, como se describe en la modalidad previa. La tela sesgada puede ser continua o discontinua, y puede fabricarse usando cualquier método conveniente, tales como cortar una tela bidimensional convencional a ±45° o cortar a ±45° el tubo trenzado biaxial. En este caso, el tejido nivelado es capaz de ajustarse a la forma del componen te sin tener que cortar o formar pinzas. Igual que la tela polar, la tela perfilada proporciona el refuerzo a 0, 90 grados y la trenza proporciona los refuerzos a +/- 45 grados. La estructura o marco 15 también puede incluir un rellenador de huecos 65, que puede ser un elemento de forma triangular tejido tridimensional que rellena el espacio entre la envoltura superior 25, envoltura interior 35 y envoltura exterior 55, como se muestra en la Figura 8. Otras formas de medio, tales como una tela no tejida, también pueden usarse para rellenador de huecos de este propósito; sin embargo la invención no se limita al uso de solo la tela tejida tridimensional y/o la tela no tejida.

La tela de tejido de contorno, tela tejida sesgada, trenzada, tela de tejido polar, tela conducida envuelta y la tela tejida tridimensional pueden hacerse de materiales, tales como por ejemplo, carbono, nylon, rayón, poliéstier, fibra de vidrio, algodón, vidrio, cerámica, aramida, y polietileno, o cualquier otro material comúnmente conocido en la técnica. La estructura final puede impregnarse con un material de matriz, tales como por ejemplo, epoxi, poliéster, éster de vinilo, cerámica, y carbono, usando métodos de impregnación de resina tales como infusión de película ! de resina (RFI), moldeo por transferencia de resina o filtración de vapor químico, por ello se forma una estructura compuesta tridimensional .

En consecuencia, una modalidad de la invención es una estructura compuesta tridimensional reforzada con una preforma y un método para hacer la misma que incluye una primera porción que tiene una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde la tela de tejido de contorno incluye una o más capas de hilos envueltos entretejidos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hilos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela de tejido de contorno, en donde la tela sesgada incluye una pluralidad de hilos entretejidos o trenzados en ángulos oblicuos a una o más capas de hilos envueltos y en trama; y un material1 de matriz. La estructura compuesta incluye además una segunda porción que comprende una tela tejida tridimensionalmente, en donde la segunda porción se enlaza a la primera porción. La estructura compuesta incluye además una tercera porción que comprende una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido polar y la tela sesgada, en donde la tela de tejido polar se forma al realizar toma de tela diferencial de una pluralidad de hilos envueltos o dirección de envoltura de un extremo lateral de la tela polar a una extremo lateral opuesto para crear hilos envueltos curvados para impartir üna configuración curvada plana a la tela de tejido polar.

Por lo tanto, al usar las técnicas descritas en la presente invención, pueden producirse las siguientes estructuras compuestas: 1 - Estructuras de ejes simétricos que son completamente tejidas inclinadas, e incluyen una o más capas de una preforma tejida inclinada, tales como por ejemplo anillos contenedores; 2 - Estructuras de ejes simétricos que incluyen una o más capas de tela de tejido de contorno y uno o más cabos sesgados intercalados entre las capas de tela de tejido de contorno, tales como por ejemplo anillos con pestañas; y 3 - Estructuras de ejes simétricos o no de ejes simétricos que consisten de una o más capas de tela de tejido de contorno con o sin cabos sesgados adicionales, y elementos adicionales, tales como por ejemplo marco de ventanas o estructura de fuselajes. Los elementos adicionales pueden i incluir pestañas, endsirecedores , y/o cabos sesgados hechos usando tejido tridimeusional, tejido polar, y/o trenzado.! De esta manera por la -presente invención, se realizan estos objetivos y ventajas, y aunque las modalidades preferidas se han descrito y definido en detalle en la presente, su alcance y objetivos no deberá limitarse por ello; al contrario su alcance deberá determinarse por el de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una preforma usada para reforzar una estructura compuesta que comprende: una primera porción que comprende una pluralidad . de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde la tela de tejido de contorno comprende una o más capas de hilos envueltos entretejidos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hilos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela de tejido de contorno, y en donde la tela sesgada comprende una pluralidad de hilos entretejidos o trenzados en ángulos oblicuos a una o más capas de hilos envueltos y en trama.

2. La preforma de conformidad con la reivindicación 1, en donde comprende además: una segunda porción que comprende una tela tejida tridimensionalmente, en donde la segunda porción se enlaza a la primera porción.

3. La preforma de conformidad con la reivindicación 2, en donde comprende además: una tercera porción que comprende una pluralidad de capas alternadas de una tela polar y la tela sesgada, en donde la tela polar se forma al realizar la toma de tela diferencial de una pluralidad de hilos envueltos o dirección de envoltura de un extremo lateral de la tela polar a un extremo lateral opuesto para crear hilos envueltos curvados para impartir una configuración curvada plana a la tela polar.

4. La preforma de conformidad con la reivindicación, 1, en donde la tela sesgada es una tela plana tejida a +/- 45 grados o un tubo trenzado cortado. i

5. La preforma de conformidad con la reivindicación 1, en donde la estructura compuesta es una caja de ventilador de turbina, un anillo de contención de motor a chorro, una estructura de fuselaje de aeronave, una estructura de ventana de aeronave, o un anillo con pestañas para unir una góndola a una máquina de aeronave.

6. La preforma de conformidad con la reivindicación 1, en donde la preforma es de eje simétrico y/o no de eje I simétrico .

7. La preforma de conformidad con la reivindicación 1, en donde la tela sesgada es continua o discontinua.

8. La preforma de conformidad con la reivindicación 3, en donde la primera, segunda y tercera porciones se hacen de materiales seleccionados del grupo que consiste de carbono, nylon, rayón, poliéster, fibra de vidrio, algodón, vidrio, cerámica, aramida, y polietileno.

9. Una estructura compuesta tridimensional reforzada con una preforma en donde comprende: -una primera porción que comprende una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde la tela de tejido de contorno comprende una o más capas de hilos envueltos entretejidos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hilos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela de tejido de contorno, en donde la tela sesgada comprende una pluralidad de hilos entretejidos o trenzados en ángulos oblicuos para una o más capas de hilos envueltos y en trama; y un material de matriz.

10. La estructura compuesta de conformidad con 1 la reivindicación 9, en donde comprende además: una segunda porción que comprende una tela tej¡ida tridimensionalmente, | en donde la segunda porción se enlaza a la prim'era porción.

11. La estructura compuesta de conformidad con ; la reivindicación 10, en donde comprende además: una tercera porción que comprende una pluralidad ¡ de capas alternadas de una tela polar y la tela sesgada, en donde la tela polar se forma al realizar toma de tela diferencial de una pluralidad de hilos envueltos o dirección de envoltura de un extremo lateral de la tela polar a ; un extremo lateral opuesto para crear hilos envueltos curvados para impartir una configuración curvada plana a la tela polar.

12. La estructura compuesta de conformidad con la reivindicación 9, en donde la tela sesgada es una tela plana tejida a +/- 45 grados o un tubo trenzado cortado.

13. La estructura compuesta de conformidad con la reivindicación 9, en donde la estructura compuesta es una caja de ventilador de turbina, un anillo de contención de motor a chorro, una estructura de fuselaje de aeronave, una estructura de ventana de aeronave, o un anillo con pestañas para unir una góndola a una máquina de aeronave.

14. La estructura compuesta de conformidad con la reivindicación 9, en donde la preforma es de eje simétrico y/o no de eje simétrico.

15. La estructura compuesta de conformidad con la reivindicación 9, en donde la tela sesgada es continua o discontinua .

16. La estructura compuesta de conformidad con 1 la reivindicación 11, en donde la primera, segunda y tercera porciones se hacen de materiales seleccionados del grupo que consiste de carbono, nylon, rayón, poliéster, fibra de vidrio, algodón, vidrio, cerámica, aramida, y polietileno.

17. La estructura compuesta de conformidad con la reivindicación 9, en donde la estructura compuesta está formada de un proceso seleccionado del grupo que consiste de infusión de película de resina (RFI), moldeo por transferencia de resina y filtración de vapor químico.

18. La estructura compuesta de conformidad con ¡la reivindicación 9, en donde el material de matriz es seleccionado del grupo que consiste de epoxi, poliéster, éster de vinilo, cerámica, y carbono.

19. Un método para fabricar una preforma usada para reforzar una estructura compuesta, que comprende las etapas de : formar una primera porción al colocar en capas una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde la tela de tejido de contorno se forma al entretejer una o más capas de hilos envueltos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hilos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela de tejido de contorno después de tejer, y en donde la tela sesgada se forma al entretejer o trenzar una pluralidad de hilos en ángulos oblicuos a una o más capas de hilos envueltos y en trama.

20. El método de conformidad con la reivindicación 19, que comprende además las etapas de: formar una segunda porción al tejer tridimensionalmeñte una tela; y enlazar la segunda porción a la primera porción.

21. El método de conformidad con la reivindicación 20, que comprende además la etapa de: formar una tercera porción al colocar en capas una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido polar y la tela sesgada, en donde la tela polar se forma al realizar toma de tela diferencial de una pluralidad de hilos envueltos o dirección de envoltura de un extremo lateral de la tela polar a un extremo lateral opuesto para crear hilos envueltos curvados para impartir una configuración curvada plana a la tela polar.

22. El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde la tela sesgada es una tela plana tejida a +/-, 45 grados o un tubo trenzado cortado. i

23. El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde la estructura compuesta es una caja de ventilador de turbina, un anillo de contención de motor a chorro, una estructura de fuselaje de aeronave, una estructura de ventana de aeronave, o un anillo con pestañas para unir una góndola a una máquina de aeronave.

24. El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde la preforma tiene una configuración de eje simétrico y/o no de eje simétrico.

25. El método de conformidad con la reivindicación 19, en donde la tela sesgada se hace continua o discontinua.

26. El método de conformidad con la reivindicación 21, en donde la primera, segunda y tercera porciones se hacen de materiales seleccionados del grupo que consiste de carbono, nylon, rayón, poliéster, fibra de vidrio, algodón, vidrio, cerámica, aramida, y polietileno.

27. Un método para fabricar una estructura compuesta tridimensional reforzada con una preforma, que comprende las etapas de: formar una primera porción de la preforma al colocar en capas una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido de contorno y una tela sesgada, en donde la tela de tejido de contorno se forma ; al entretejer una o más capas de hilos envueltos con una o más capas de hilos en trama, en donde una o más capas de hilos envueltos mantienen una forma de contorno en la tela de tejido de contorno después de tejer, en donde la tela sesgada se forma al entretejer una pluralidad de hilos en ángulos oblicuos a una o más capas: de hilos envueltos y en trama; e impregnar la preforma tejida con un material de matriz.

28. El método de conformidad con la reivindicación 27, que comprende además las etapas de: formar una segunda porción de la preforma tejida al tejer tridimensionalmente una tela; y enlazar la segunda porción a la primera porción.

29. El método de conformidad con la reivindicación 28, que comprende además la etapa de: formar una tercera porción de la preforma tejida al colocar en capas una pluralidad de capas alternadas de una tela de tejido polar y la tela sesgada, en donde la tela polar se forma al realizar la toma de tela diferencial de una pluralidad de hilos envueltos o dirección de envoltura de un extremo lateral de la tela polar a un extremo lateral opuesto para crear hilos envueltos curvados para impartir una configuración curvada plana a la tela polar.

30. El método de conformidad con la reivindicación 27, en donde la tela sesgada es una tela plana tejida a +/-: 45 grados o un tubo trenzado cortado. i

31. El método de conformidad con la reivindicación 27, en donde la estructura compuesta es una caja de ventilador de turbina, un anillo de contención de motor a chorro, Una estructura de fuselaje de aeronave, una estructura de ventana de aeronave, o un anillo con pestañas para unir una góndola a una máquina de aeronave.

32. El método de conformidad con la reivindicación 27, en donde la preforma tiene una configuración de eje simétrico y/o no de eje simétrico.

33. El método de conformidad con la reivindicación 27, en donde la tela sesgada se hace continua o discontinua.

34. El método de conformidad con la reivindicación 29, en donde la primera, segunda y tercera porciones se hacen de materiales seleccionados del grupo que consiste de carbono, nylon, rayón, poliéster, fibra de vidrio, algodón, vidrio, cerámica, aramida, y polietileno.

35. El método de conformidad con la reivindicación 27, en donde la impregnación es seleccionada del grupo que consiste de infusión de película de resina (RFI), moldeo por transferencia de resina y filtración de vapor químico.

36. El método de conformidad con la reivindicación 27, en donde el material de matriz es seleccionado del grupo ¡que consiste de epoxi, poliéster, éster de vinilo, cerámica, y carbono. !

37. Una estructura compuesta tridimensional reforzada i con una preforma, en donde comprende tres o más tipos diferentes de formas tejidas de material.