MX2013004366A

MX2013004366A - Preformas tejidas, compuestos reforzados con fibra y metodos para su fabricacion.

Info

Publication number: MX2013004366A
Application number: MX2013004366A
Authority: MX
Inventors: Jonathan Goering; Steve Biddle
Original assignee: Albany Eng Composites Inc
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2013-10-04
Also published as: AU2017202688A1; EP2630282A2; CN103260867B; EP2845935A3; AU2011316985B2; WO2012054731A3; CN103260867A; CN104593928B; BR112013009465B1; ES2555267T3; JP2016029229A; TWI608138B; KR20140048835A; CN104593928A; KR101936275B1; TW201217593A; US10266972B2; JP5943930B2; KR20180090389A; TW201636468A

Abstract

Se describen preformas para utilizarse en compuestos reforzados con fibra, compuestos reforzados con fibra y métodos para su fabricación. Un método incluye entretejer una pluralidad de hilos de urdimbre con un solo hilo de trama a fin de formar una estructura tejida tubular con un eje central. La preforma puede tejerse utilizando una técnica de tejido sinfín o tubular, y puede tejerse a fin de tener dos o más diámetros a lo largo de su longitud. La preforma puede incluir una o más capas de una tela formada sobre o unida a una o ambas superficies de la estructura tejida tubular. La estructura final puede ser parte de un marco de ventana, una llanta de rueda o un combustor en un motor a reacción.

Description

REFORMAS TEJIDAS, COMPUESTOS REFORZADOS CON FIBRA Y MÉTODOS PARA SU FABRICACIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la nvención La presente invención se refiere a estructuras reforzadas con fibra. Más específicamente, la presente invención se refiere a preformas tejidas, compuestos reforzados con fibra que incluyen las preformas tejidas y a métodos para su fabricación. Las estructuras compuestas de la presente invención pueden utilizarse en la construcción de estructuras de aeronaves, tales como marcos de ventana.

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

Técnica Antecedente El uso de materiales compuestos reforzados para producir componentes estructurales se encuentra actualmente muy difundido, particularmente en aplicaciones en donde se buscan sus características deseables de ser de peso ligero, fuertes, duros, resistentes a la fatiga, autoestables y adaptables para formarse y conformarse. Tales componentes se utilizan por ejemplo, en aplicaciones de aeronáutica, aeroespacial , satelital, recreacional (como en barcos y automóviles de carreras) y otras aplicaciones.

Típicamente tales componentes consisten de materiales reforzados incorporados en materiales de matriz. El componente de refuerzo puede producirse de materiales tales como vidrio, carbón, cerámica, aramida, polietileno, y/u otros materiales que exhiban las propiedades físicas, térmicas, químicas deseadas y/u otras propiedades, entre las cales principalmente es la de mayor resistencia contra la falla por esfuerzo. A través del uso de tales materiales de refuerzo, que. últimamente se han vuelto un elemento constituyente del componente terminado, las características deseadas de los materiales de refuerzo, tales como muy alta resistencia, se imparten al componente terminado. Los materiales de refuerzo constituyentes típicamente pueden ser tejidos, tricotados o trenzados. Comúnmente, se presta especial atención a asegurar la utilización óptima de las propiedades para las cuales se han seleccionado los materiales de refuerzo constituyentes. Comúnmente, tales preformas de refuerzo se combinan con material de matriz para formar los componentes terminados deseados o para producir material de trabajo para la producción final de componentes terminados .

Después que se ha construido la preforma de refuerzo deseada, puede introducirse el material de matriz en y dentro de la preforma, a fin de que típicamente la preforma de refuerzo se encierre en el material de matriz y el material de matriz llene 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, tal como epoxia, poliéster, viniléster, cerámica, carbón y/u otros materiales, los cuales también exhiban las propiedades . físicas , térmicas, químicas y otras propiedades deseadas. Los materiales seleccionados para utilizarse como la matriz pueden o no ser los mismos que los de la preforma de refuerzo y pueden o no tener propiedades físicas, químicas, térmicas u otras comparables. Sin embargo, típicamente, no serán de los mismos materiales o tendrán propiedades físicas, químicas, térmicas u otras comparables, ya que un objetivo usual buscado en la utilización de compuestos en primer lugar es lograr una combinación de características en el producto terminado que no sea alcanzable a través del uso de un solo material constituyente. Así combinados, la preforma de refuerzo y el material de matriz puede entonces curarse y estabilizarse en la misma operación mediante termofraguado u otros métodos conocidos, y después someterse a otras operaciones hacia la producción del componente deseado. Es significativo notar en este punto que después de curarse así, las entonces masas solidificadas del material de matriz, normalmente se adhieren muy fuerte al material de refuerzo ((e.g., preforma de refuerzo) . Como resultado, la tensión en el componente terminado, particularmente a través de su material de matriz que actúa como un adhesivo entre las fibras, puede transferirse de manera efectiva y poseerse por el material constituyente de la preforma de refuerzo.

Frecuentemente, se desean producir componentes en configuraciones que sean diferentes a formas geométricas simples tales como placas, hojas, sólidos rectangulares o cuadrados, etc. Una forma para hacer esto es combinar tales formas geométricas básicas en las formas deseadas más complejas. En cualquiera de tales formas, una consideración relacionada es hacer cada unión entre los componentes constituyentes, tan fuerte como sea posible. Dada la muy alta resistencia deseada de los constituyentes de la preforma de refuerzo en sí, la debilidad de la unión se convierte efectivamente, en un "débil enlace" en la "cadena" estructural .

Aunque la técnica anterior ha tratado de mejorar la integridad estructural del compuesto reforzado y parcialmente ha alcanzado un éxito, existe el deseo de mejorar el mismo o resolver el problema a través de un diferente procedimiento a partir del uso de adhesivos o de acoplamiento mecánico. En este aspecto, un procedimiento puede ser al crear una estructura tejida tridimensional ("3D") mediante máquinas especializadas. Sin embargo, los gastos involucrados son considerables y rara vez es deseable tener una máquina de tejer destinada para crear una sola estructura. Otro procedimiento sería tejer una estructura bidimensional ("2D") y doblarla en forma de 3D de manera que el panel se teja de forma integral, i.e., hilos que se entretejen continuamente entre la base plana o la porción de panel y otras porciones constituyentes.

El uso creciente de materiales compuestos que tengan tales refuerzos de preforma de fibra en aeronaves ha conducido a la necesidad de componentes compuestos tales como marcos de ventana compuestos. Se prefiere más para estos marcos que se fabriquen a partir de compuestos debido a que la tensión térmica del marco de ventana debe coincidir con la de la estructura circundante. Una geometría típica de tal marco de ventana 10 se muestra por ejemplo en la Figura 1 ; aunque estos marcos pueden ser ovales, circulares o de cualquier otra forma.

Las formas en sección transversal de estos marcos de ventana 10 pueden romperse típicamente en una serie de formas en "T", "L" y/o "U" . La forma en sección transversal para el marco de ventana 10 por ejemplo en la Figura 1, puede generarse como una par de formas 12 en 'L' colocadas espalda con espalda, como se muestra por ejemplo en la Figura 2.

Las estructuras aeroespaciales con frecuencia contienen componentes que tienen geometrías axisimétricas (i.e., geometrías simétricas a lo largo de un eje) tales como las antes tratadas . Otros componentes de aeronaves que pueden utilizar estructuras como se describe arriba son por ejemplo, llantas de rueda, anillos de contención, y cámaras de combustión en un motor a reacción. Existen muchas técnicas para fabricar preformas reforzadas con fibra con una forma ..axisimétrica . Estas incluyen el' tejido del contorno, trenzado y devanado de filamentos. Cada una de estas técnicas tiene beneficios y desventajas; sin embargo, ninguna de ellas puede utilizarse para fabricar una sola preforma tubular en una forma que tenga segmentos que sean concéntricos .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Por consiguiente, una modalidad ejemplar de la presente invención es un método para tejer preformas de fibra sin costura que puedan formarse en formas axisimétricas complejas que tengan uno o más segmentos concéntricos. Los marcos de ventana y cámaras de combustión en estructuras de fuselaje y motores son algunos ejemplos de estructuras que utilizan tales preformas conformadas. El método incluye tubos diseñados con tejido, los cuales comúnmente se refieren como "calcetines" en la técnica de compuestos reforzados con fibra. Los calcetines se tejen planos pero se abren en las formas tridimensionales deseadas. Estas preformas pueden después procesarse en componentes compuestos utilizando procesos tales como moldeo por transferencia de resina o infiltración química de vapor.

El método de acuerdo con esta modalidad en general incluye las etapas de entretejer una pluralidad de hilos de urdimbre con un solo hilo de trama, formando mediante esto una estructura tejida tubular que tiene un eje central. La preforma puede tejerse sin costura a fin de tener dos o más diámetros a lo largo de su longitud. El método incluye además la etapa de doblar una primera porción de la preforma que tiene un diámetro más grande sobre una segunda porción de la preforma que tiene un diámetro más peqüeño a lo largo del eje central, y opcionalmente doblar una tercera porción de la preforma que tiene el diámetro más pequeño hacia la segunda porción de la preforma. La preforma puede formarse a fin de que se conforme a un mandril que tiene una forma predeterminada. La pluralidad de hilos de urdimbre puede estar paralela al eje central de la preforma, y el hilo de trama puede estar paralelo a la dirección circunferencial de la preforma.

Una modalidad ejemplar de la presente invención es una preforma sin costura para utilizarse en un compuesto reforzado con fibra. La preforma incluye una pluralidad de hilos de urdimbre entretejidos con un solo hilo de trama, formando mediante esto una estructura tejida tubular que tiene un eje central. La pluralidad de hilos de urdimbre puede entretejerse con el solo hilo de trama utilizando técnica de tejido sinfín o tubular. La preforma puede tener dos o más diámetros a lo largo de su longitud de tal manera que una primera porción de la preforma que tiene un diámetro más grande puede doblarse sobre una segunda porción de la preforma que tiene un diámetro más pequeño a lo largo del eje central . Una tercera porción de la preforma puede doblarse opcionalmente sobre la segunda porción. La preforma puede formarse a fin de que se conforme a un mandril que tiene una forma predeterminada. La pluralidad de hilos de urdimbre puede estar paralela al eje central de la preforma, y el hilo de trama puede estar paralelo a la dirección circunferencial de la preforma.

Otra modalidad ejemplar de la presente invención es un compuesto reforzado con fibra que incluye la preforma antes descrita. El compuesto reforzado con fibra puede incluir un material de matriz, en donde el material de matriz es una resina seleccionada del grupo que consiste de epoxia, poliéster, vinil-éster, cerámica, carbón y combinaciones de los mismos. El compuesto reforzado con fibra puede ser por ejemplo, una parte de una cámara de combustión del motor o un marco de ventana de aeronave .

Las diversas características - de novedad que caracterizan la invención se señalan en particular en las reivindicaciones anexas y forman parte de esta descripción. Para un mejor entendimiento de la invención, de sus ventajas operativas y objetos específicos alcanzados 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 y los dibujos acompañantes en los cuales los componentes correspondientes se identifican por los mismos numerales de referencia.

Los términos "que comprende" y "comprende" en esta descripción pueden referirse a "incluyendo" e "incluye" o pueden tener el significado comúnmente dado al término "comprender" o "comprende" en la Ley de Patentes de E. U. Los términos "que consiste esencialmente" o "consiste esencialmente de" si se utilizan en las reivindicaciones tienen el significado que se les atribuye en la Ley de Patentes de E. U. Se describen otros aspectos de la invención o son obvios a partir de la siguiente descripción (y dentro del ámbito de la invención) .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos acompañantes, que se incluyen para proporcionar una mejor comprensión de la invención, se incorporan y constituyen una parte de esta especificación.

Los dibujos aquí presentados ilustran diferentes modalidades de la invención y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención. En los dibujos: La Figura 1 es un esquema de un marco de ventana para aeronave; La Figura 2 es una vista en sección transversal del marco de ventana para aeronave mostrado en la Figura 1 ; La Figura 3 es un esquema de la etapa involucrada en un método de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 4(a) es una vista en sección transversal de una preforma tejida sin costura de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 4(b) es una vista en planta de una preforma tejida sin costura de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 5 es una vista en planta de una preforma tejida sin costura plana como se observa en el telar; Las Figuras 6(a) y 6(b) son un esquema de una etapa involucrada en un método de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 7 es una fotografía de una preforma tejida sin costura de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 8 es una fotografía de una preforma tejida sin costura de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 9 es una fotografía de una preforma tejida sin costura de acuerdo con un aspecto de la presente invención; y Las Figuras 10(a) y 10(b) son un esquema de una etapa involucrada en un método de acuerdo con un aspecto de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La invención actual ahora se describirá más completamente de aguí en adelante con referencia .a los dibujos acompañantes, en los cuales se muestran las modalidades preferidas de la invención. Sin embargo, esta invención puede incorporarse en muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitante a las modalidades ilustradas establecidas en la presente. De preferencia, estas modalidades ilustradas se proporcionan a fin de que esta descripción sea detallada y completa, y transmita completamente el alcance de la invención a los expertos en la materia.

En la siguiente descripción, caracteres de referencia similares designan partes similares o correspondientes a través de todas las figuras . Adicionalmente, en la siguiente descripción, se entiende que tales términos como "superior", "inferior", "arriba", "abajo", "primero", "segundo" y lo similar son palabras de conveniencia y no se interpretan como términos limitantes.

Volviendo ahora a las figuras, la Figura 3 ilustra una etapa involucrada en un método para tejer una preforma sin costura 100, de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención. El método involucra tejer una preforma sin costura o tubo diseñado 100, que comúnmente se refiere como a un "calcetín" en la técnica de compuestos reforzados con fibra. El calcetín se teje plano, pero abre en una forma tridimensional deseada cuando se conforma sobre un mandril que tiene las dimensiones deseadas.

El método de acuerdo con esta modalidad utiliza al menos dos capas 14, 16 de fibra o hebra de urdimbre 20 en el telar. La fibra o hebra de trama 18 se inserta típicamente utilizando una lanzadera que comúnmente atraviesa a lo largo del ancho del telar de manera que la preforma tendrá un borde cerrado, y por lo tanto tiene un refuerzo continuo en la dirección circunferencial. En tal arreglo, cuando se mueve la lanzadera en una dirección, por ejemplo de izquierda a derecha, la fibra o hebra de trama 18 se teje con la fibra o hebra de urdimbre 20 en la capa superior 14 y cuando se mueve de derecha a izquierda, se teje con la fibra o hebra de urdimbre 20 en la capa inferior 16. Ya que la fibra o hebra de trama 18 sale de la lanzadera, la fibra o hebra 18 teje la capas superior 14 y la capas inferior 16 que se conectan en los bordes, por ejemplo como se muestra en la Figura 3.

Utilizando la técnica de tejido tubular antes descrita, una modalidad ejemplar de la presente invención es un método para tejer preformas de fibra sin costura 120 que pueden formarse en formas axisimétricas complejas (i.e., formas con simetría rotacional alrededor de un eje central) que tienen uno o más segmentos concéntricos, tales como por ejemplo los mostrados en la Figura 4(b), que es una vista en planta de una preforma de fibra sin costura 120 tejida utilizando la técnica de tejido tubular actual. La Figura 4(a) muestra una vista en sección transversal de la misma estructura a lo largo de la línea imaginaria B-B que representa diferentes segmentos 'a' a través de * f' de la preforma de fibra 120. Como puede observarse a partir de las Figuras 4(a) y 4(b), los segmentos 'a', C y 'g' de la preforma son concéntricos, como lo son los segmentos b' , 'd' , (e' y 'f. Debido a que la Figura 4(b) es una vista en planta de la preforma de fibra 120, los segmentos 'a', c', y 'g' no pueden observarse en esta Figura como se forman en un plano vertical o a lo largo del eje z de un sistema coordinado tridimensional. Aunque se muestra una modalidad preferida de la preforma tejida 120 en las Figuras 4 (a) -4(b), la presente invención, no se restringe como tal, y puede utilizar prácticamente cualquier variación de la técnica de tejido tubular para producir una preforma sin costura que pueda conformarse en una estructura con segmentos concéntricos .

La preforma 120 puede tejerse al variar el número de fibras o hebras de urdimbre 20 que actualmente se tejen en la preforma 120 a fin de que la longitud de cada par de fibras de trama 18 (que forman un amillo individual en el tubo) varíe a lo largo de la longitud de la preforma 120. Esto da como resultado una preforma tubular 120 que varía en diámetro a lo largo de su longitud, por ejemplo como se muestra en la Figura 5. La Figura 5, que es una vista en planta de una preforma tejida plana 120 en el telar, tiene una porción tejida 110 en donde todas las hebras de urdimbre 20 se entretejen con las hebras de trama 18, y una porción 115 parcialmente tejida en donde solo algunas de las hebras de urdimbre 20 se tejen con las hebras de trama 18 para formar un tubo de un diámetro más pequeño cuando se comparan con la porción tejida 110. Los bordes de la preforma se indican por las flechas 125, los cuales se encuentran prácticamente sin costura debido al hecho de que la lanzadera porta la hebra de trama 18 continuamente transversal a lo largo del ancho del telar mientras se teje la preforma 120.

Después de que se retira del telar la preforma tejida 120, se remata a lo largo de sus bordes 125 para separar las porciones no tejidas de las hebras de urdimbre 20 y formar una superficie suave en el exterior de la preforma 120 , dando como resultado por ejemplo una estructura tal como la mostrada en la Figura 7 . Después se coloca en un mandril de una forma deseada, y se dobla una primera porción 130 de la preforma que tiene un diámetro mayor sobre una segunda porción 140 que tiene un diámetro más pequeño a lo largo del eje central de la preforma, como se muestra en la Figura 6(a). Además, una tercera porción 150 que tiene el diámetro más pequeño puede doblarse hacia dentro para formar una preforma 120 doblada, por ejemplo como se muestra en la Figura 6(b). Sin embargo, debe notarse, que la pluralidad de hebras de urdimbre 20 corren siempre a lo- largo del eje central de la preforma, y las hebras de trama 18 se encuentran siempre paralelas a la dirección circunferencial de la preforma 120 , proporcionando mediante esto un refuerzo circunferencial continuo.

Estas preformas sin costura, como se puede imaginar, se diseñan para formar la forma deseada sin formar arrugas. Esto es un beneficio significativo sobre cualquier método que pueda requerir sisar o trabajo manual para suavizar la preforma. Además, la estructura resultante tiene un refuerzo continuo en la dirección circunferencial, lo cual mejora la resistencia mecánica de toda la estructura.

La invención, de acuerdo con una modalidad ejemplar adicional es un método para tejer una preforma sin costura 200 , por ejemplo como se muestra en la Figura 9 . Este ejemplo tiene una sección transversal conformada en ¾U' , pero debe ser obvio que es posible una 1 L ' al eliminar una de las piernas rectas de la ¾U' . El método utiliza la técnica de tejido de calcetín o tubo descrita en las modalidades anteriores. Sin embargo, la preforma sin costura 200 en este caso tiene dos porciones 230, 250 con diámetros constantes y una porción de transición 240 en donde la preforma va desde una porción 250 de diámetro pequeño hasta una porción 230 de diámetro más grande.

Después de que se retira del telar la preforma tejida 200, se remata a lo largo de sus bordes para separar las porciones no tejidas de las hebras de urdimbre 20 y formar una superficie suave en el exterior de la preforma 200. Se coloca entonces un mandril de una forma deseada, en este caso un mandril conformado en 'U' y se dobla una primera porción 230 de la preforma que tiene un diámetro mayor sobre una segunda porción 240 que tiene un diámetro más pequeño a lo largo del eje central de la preforma, como se muestra en la Figura 10(a) . Además, una tercera porción 250 que tiene el diámetro más pequeño puede doblarse hacia dentro para formar una preforma 200 doblada, por ejemplo como se muestra en la Figura 10 (b) . Formar porciones dobladas en la preforma también se refieren como poner "puños" en la preforma. Sin embargo, debe notarse, que la pluralidad de hebras de urdimbre 20 corren siempre a lo largo del eje central de la preforma, y las hebras de trama 18 se encuentran siempre paralelas a la dirección circunferencial de la preforma 200, proporcionando mediante esto un refuerzo circunferencial continuo .

Definir la forma de esta preforma tejida se facilita al trabajar en un sistema de coordenadas bidimensional que sigue la curva que define la sección transversal de la estructura deseada. Esta es la coordenada ' s' mostrada en la Figura 5, por ejemplo en donde se indica la dirección de urdimbre por una flecha a lo largo del eje x, y la dirección de trama se encuentra a lo largo del eje x del sistema de coordenadas. Esta coordenada corresponde a la ubicación de un par de fibras de trama en la dirección de urdimbre. La longitud requerida de la fibra de trama en una ubicación 1 s' específica se define al calcular el perímetro de la estructura deseada en esa misma ubicación. En efecto, este proceso desdobla y aplana la estructura concéntrica como se muestra en la Figura 5.

Ya que se ha diseñado la preforma sin costura para tener la longitud adecuada de la fibra de trama en cada ubicación 1 s' a lo largo de la dirección de urdimbre, tomará la forma deseada sin formar arrugas. Este es un beneficio significativo sobre los métodos que pueden requerir sisar y trabajo manual para suavizar la preforma. Además, la estructura resultante tiene un refuerzo continuo en la dirección circunferencial, lo cual mejora la resistencia mecánica de la estructura completa.

Aunque se describe una estructura simple en capas en las modalidades descritas en la presente, la presente invención no se limita como tal, y las estructuras o preformas que tienen una estructura multicapa que incluyen más de dos capas de urdimbre y más de un hilo de trama pueden producirse por un experto en la materia sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. La estructura multicapa puede también incluir una o más capas de tela formada o unida a una o ambas superficies de la estructura tejida tubular. La capa adicional puede ser una estructura sobrepuesta, de un tejido plano, de un tejido sinfín, de un no tejido, de trenzado o de punto .

De manera similar, aunque las estructuras tienen solo dos o tres diferentes diámetros que se describen en la presente, la presente invención no se limita como tal, y pueden producirse estructuras con segmentos concéntricos que tienen prácticamente cualquier número de diámetros utilizando los métodos de la presente invención.

Los métodos descritos en la presente son aplicables para prácticamente cualquier fibra que pueda tejerse en máquina, y prácticamente puede utilizarse cualquier patrón en el cuerpo principal de la preforma (i.e., tafetán, sarga, satín, etc.). De manera similar, los hilos de urdimbre y/o trama utilizados en la presente invención pueden hacerse de un material seleccionado del grupo que consiste de vidrio, carbón, cerámica, aramida, polietileno, poliéster, poliamida y otros materiales que exhiben las propiedades físicas, térmicas, químicas y otras propiedades deseadas. A través del uso de tales materiales de refuerzo, que últimamente se han vuelto un elemento constituyente del componente terminado, las características deseadas de los materiales de refuerzo, tales como una muy alta resistencia, se imparten al componente del componente terminado. Los hilos de urdimbre y/o. de trama utilizados en la presente invención pueden ser estructuras de monofilamentos , multifilamentos , multifilamentos torcidos, multifilamentos doblados, filamentos no torcidos, cableados o trenzados.

Después que se ha construido la preforma de refuerzo 120, 200, deseada, puede introducirse el material de matriz en y hacia la preforma 120, 200 utilizando moldeo por transferencia de resina o infiltración química de vapor a fin de que típicamente la preforma de refuerzo se encierre en el material de matriz y el material de matriz llene las áreas intersticiales entre los elementos constituyentes de la preforma de refuerzo. El material de matriz puede ser de cualquiera de una amplia variedad de materiales, tales como epoxia, poliéster, vinil-éster, cerámica, carbón y/u otros materiales, los cuales también exhiben las propiedades físicas, térmicas, químicas y otras propiedades deseadas. La estructura final puede curarse utilizando métodos comúnmente conocidos en la materia, formando así compuestos que pueden formar una parte de un marco de ventana, llanta de rueda, o un com ustor en por ejemplo un motor de reacción.

Aunque las modalidades preferidas de la presente invención y modificaciones de la misma se han descrito en detalle en la presente, se entiende que esta invención no se limita precisamente a esta modalidad y modificaciones, y que pueden efectuarse otras modificaciones y variaciones por un experto en la materia sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se define por las reivindicaciones anexas .

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una preforma axisimétrica sin costura para utilizarse en un compuesto reforzado con fibra, comprendiendo la preforma: dos o más capas de hilos de urdimbre entretejidos con uno o más hilos de trama, formando mediante esto una estructura tejida tubular que tiene un eje central.

2. La preforma de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las dos o más capas de hilos de urdimbre se entretejen con uno o más hilos de trama utilizando la técnica de tejido sinfín o tubular.

3. La preforma de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la preforma tiene dos o más diámetros a lo largo de su longitud.

4. La preforma de acuerdo con la reivindicación 3, en donde se dobla una primera porción de la preforma que tiene un diámetro mayor sobre una segunda porción de la preforma que tiene un diámetro más pequeño a lo largo del eje central .

5. La preforma de acuerdo con la reivindicación 4, en donde se dobla una tercera porción de la preforma que tiene el diámetro más pequeño sobre la segunda porción de la preforma .

6. La preforma de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la preforma se conforma a un mandril que tiene una forma predeterminada.

7. La preforma de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los hilos de urdimbre se encuentran a lo largo del eje central de la preforma.

8. La preforma de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los hilos de trama se encuentran paralelos a la dirección circunferencial de la preforma.

9. La preforma de acuerdo con la reivindicación 1, en donde los hilos de urdimbre y/o hilos de trama se hacen de un material seleccionado del grupo que consiste de vidrio, carbón, cerámica, aramida, ...polietileno y derivados de los mismos .

10. La preforma de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la pluralidad de hilos de urdimbre y/o el hilo de trama sencillo son estructuras de monofilamentos , multifilamentos , multifilamentos torcidos, multifilamentos doblados, filamentos no torcidos, cableados o trenzados.

11. La preforma de acuerdo con la reivindicación I, en donde la preforma es una estructura multicapa.

12. La preforma de acuerdo con la reivindicación II, en donde la estructura multicapa comprende una o más capas de una tela formada en o unida a una o ambas superficies de la estructura tejida tubular.

13. La preforma de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la tela es una estructura sobrepuesta, de un tejido plano, de un tejido sinfín, un no tejido, de trenzado o de punto.

14. Un compuesto reforzado con fibra que comprende la preforma de acuerdo con la reivindicación 1.

15. El compuesto reforzado con fibra de acuerdo con la reivindicación 14, que comprende además un material de matriz .

16. El compuesto reforzado con fibra de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el material de matriz es una resina seleccionada del grupo que consiste de epoxia, poliéster, vinil-éster, cerámica, carbón y derivados de los mismos .

17. El compuesto reforzado con fibra de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el compuesto es una parte de un marco de ventana, una llanta de rueda o un combustor en un motor a reacción.

18. Un método para formar una preforma axisimétrica sin costura para utilizarse en un compuesto reforzado con fibra, comprendiendo el método las etapas de: entretejer dos o más capas de hilos de urdimbre con uno o más hilos de trama, formando mediante esto una estructura tejida tubular que tiene un eje central.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 18, en donde las dos o más capas de hilos de urdimbre se entretejen con uno o más hilos de trama utilizando la técnica de tejido sinfín o tubular.

20. El método de acuerdo con la reivindicación 18, en donde la preforma se teje a fin de tener dos o más diámetros a lo largo de su longitud.

21. El método de acuerdo con la reivindicación 20, que comprende además la etapa de: doblar una primera porción de la preforma que tiene un diámetro más grande sobre una segunda porción de la preforma que tiene un diámetro más pequeño a lo largo del eje central.

22. El. método., de. acuerdo con la reivindicación 21, que comprende además la etapa de: doblar una tercera porción de la preforma que tiene el diámetro más pequeño sobre la segunda porción de la preforma.

23. El método de acuerdo con la reivindicación 18, en donde la preforma se conforma a un mandril que tiene una forma predeterminada.

24. El método de acuerdo con la reivindicación 18, en donde los hilos de urdimbre se encuentran paralelos al eje central de la preforma.

25. El método de acuerdo con la reivindicación 18, en donde el hilo de trama se encuentra paralelo a la dirección circunferencial de la preforma.

26. El método de acuerdo con la reivindicación 18, en donde los hilos de urdimbre y/o el hilo de trama se hacen de un material seleccionado del grupo que consiste de vidrio, carbón, cerámica, aramida, polietileno y derivados de los mismos .

27. El método de acuerdo con la reivindicación 18, en donde los hilos de urdimbre y/o el hilo de trama son estructuras de monofilamentos , multifilamentos , muítifilamentos torcidos, multifilamentos doblados, filamentos no torcidos, cableados o trenzados.

28. El método de acuerdo con la reivindicación 18, que comprende además ~la etapa de : formar o unir una o más capas de una tela sobre una o ambas superficies de la estructura tejida tubular, formando mediante esto una estructura multicapa.

29. El método de acuerdo con la reivindicación 28, en donde la tela es una estructura sobrepuesta, de tejido, de tejido sinfín, no tejido, de trenzado o de punto.

30. Un método para formar un compuesto reforzado con fibra, comprendiendo el método las etapas de la reivindicación 18.

31. El método de acuerdo con la reivindicación 30, que comprende además la etapa de: impregnar al menos parcialmente la preforma en un material de matriz.

32. El método de acuerdo con la reivindicación 31, en donde el material de matriz es una resina seleccionada del grupo que consiste de epoxia, poliéster, vinil-éster, cerámica, carbón y derivados de los mismos.

33. El método de acuerdo con la reivindicación 31, que comprende además la etapa de: curar al menos parcialmente el material de matriz.

34. El método de acuerdo con la reivindicación 30, en donde el compuesto es una parte de un marco de ventana, una llanta de rueda o un combustor en un motor a reacción.

35. Un compuesto reforzado con fibra que comprende: una pluralidad de hilos de urdimbre entretejidos con un solo hilo de trama, formando mediante esto una estructura tejida tubular sin costura que tiene un eje central.