PT1781455E - Método de fabrico de uma armadura dispondo de, pelo menos, uma face adesiva apta a ser reposicionada e armadura assim obtida - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO DE FABRICO DE UMA ARMADURA DISPONDO DE, PELO MENOS, UMA FACE ADESIVA APTA A SER REPOSICIONADA E ARMADURA ASSIM OBTIDA" A presente invenção refere-se a um método de fabrico de uma armadura dispondo de, pelo menos, uma face adesiva apta a ser reposicionada de acordo com a reivindicação 1. A invenção também abrange a armadura assim obtida de acordo com a reivindicação 7. 0 fabrico de materiais compósitos à base de uma ou várias armaduras embebidas numa matriz ou numa mistura de matrizes é utilizado cada vez mais para a realização de peças industriais, em inúmeras aplicações acessórias de desporto e componentes de veiculos, por exemplo.

Existem vários métodos para a realização destas peças. 0 método conhecido que é escolhido para ilustrar o conteúdo técnico e o interesse da presente invenção, consiste em modelar a peça por injecção num molde de duas partes, uma matriz na parte inferior e um punção na parte superior, de forma conjugada, para cooperar com a matriz e assegurar a formação da peça. 0 documento WO-A-94/26505 descreve um método deste tipo. A primeira etapa consiste em colocar pedaços de material à base de fibras num molde. Estes materiais à base de fibras são escolhidos entre uma variedade infinita: as fibras de vidro são muito utilizadas devido às suas boas propriedades mecânicas e aos seus preços atractivos e as fibras de carbono ou aramidas devido às suas excelentes propriedades mecânicas. 1

Na sequência da descrição, entende-se por fibras, as fibras ou fios fabricados, tais como os fios ou fibras de vidro, mas também todos os fios e misturas de fios de origem sintética ou natural.

Estes materiais são, frequentemente, não tecidos realizados em uma ou várias camadas sobrepostas em função das propriedades mecânicas pretendidas ou em função do estado de superfície final pretendido, para citar apenas estes parâmetros. 0 fabrico destes não tecidos é delicado e tanto o posicionamento como a orientação, comprimento e o diâmetro das fibras são parâmetros a dominar.

Estes parâmetros estão, igualmente, ligados à natureza da moldagem e ao tipo de resina.

Depois de dispostos no molde os pedaços de materiais à base de fibras, geralmente recebidos na matriz, posiciona-se o punção deste molde e injecta-se, geralmente, em vários pontos cuidadosamente escolhidos, resina que se reparte no molde por escoamento através das fibras, isto para o modo de realização escolhido. Compreendem-se, ainda, interacções entre os parâmetros das fibras e os da resina às quais se acrescentam as interacções geradas pelos perfis das peças a realizar.

Um primeiro problema é poder revestir a matriz do molde com o material à base de fibras constituindo a armadura, que, quanto mais espesso ou denso for, ou ainda fortemente compacto, menos conformável é. Com efeito, o material tem dificuldades em acomodar-se perfeitamente na geometria do molde, mais particularmente, a da matriz, mas ainda mais a da punção, 2 conduzindo, por isso, a um posicionamento menos preciso do pedaço de material à base de fibras recortado, posicionamento errado que é descoberto depois de a resina introduzida ter polimerizado.

Este tipo de realização não é tão simples como o que acaba de ser descrito, porque as peças fabricadas são cada vez mais complexas. De facto, em determinados locais, é necessário adicionar reforços. Estes reforços são, então, realizados por sobreposição de várias camadas do mesmo material à base de fibras ou de outro material, sobre uma zona e segundo uma configuração geométrica adaptada e precisa.

Isto é uma amplificação do primeiro problema porque é necessário poder conformar este reforço segundo a geometria dada com uma forte espessura total do conjunto.

Como a peça apresenta dimensões mais reduzidas, é difícil para o operador formar os bordos desta peça de reforço.

Além disso, a peça não é fixa por nenhum elemento e, em determinados casos, pode deslocar-se aquando dos movimentos dos elementos do molde ou sob o efeito do escoamento sob pressão da resina levando à formação de um reforço num local não desejado, e não no local visado. A peça completa é, então, rejeitada.

Noutros casos, o reforço ou uma peça devem ser posicionados, de um modo preferido, no punção, mas no caso dos materiais a base de fibras conhecidos, isso é impossível, porque o reforço ou peça caem sob o efeito da gravidade. 3

De facto, para resolver este inconveniente, os operadores utilizam bombas de cola em aerossol para fixar as peças. Em primeiro lugar, isso não é prático, pois a cola adere muito lentamente tornando a operação longa ou adere rápida mas decisivamente, impedindo qualquer reposicionamento no caso de um problema de posicionamento.

Também se deve salientar que a utilização de aerossóis em ambiente industrial está sujeita a legislação específica e o custo dessas execuções é longe de ser negligenciável. 0 objectivo da presente invenção é um método de fabrico de uma armadura à base de fibras, por exemplo, sob a forma de um tapete não-tecido, que resolve as desvantagens dos produtos existentes, permitindo, nomeadamente, um posicionamento preciso, um posicionamento, mas, também, um reposicionamento, se necessário, e tudo isso a um custo aceitável. A invenção também abrange o produto obtido. A descrição que se segue permite compreender melhor a invenção que é ilustrada por exemplos de realização, não limitativos. 0 método consiste em preparar uma armadura à base de fibras, a aplicar sobre, pelo menos, uma das superfícies da armadura assim obtida, uma cola apta a ser reposicionada e a aplicar uma camada intermédia amovível sobre a face tendo recebido a referida camada de cola apta a ser reposicionada.

Pode, em seguida, recortar-se folhas e sobrepô-las ou, de um modo mais geral, enrolá-las. 4

Escolha-se a cola apta a ser reposicionada de forma adequada, ajustando as suas propriedades mecânicas e de modo a ser compatível com a resina utilizada sem gerar contaminação.

Com efeito, é imperativo que a cola não contamine a resina, alterando as características do produto final, limitando as ligações das fibras e da resina ou das resinas constituindo a matriz do produto acabado. Para esta armadura, os parâmetros mecânicos relevantes são, mais particularmente, a adesividade, também denominada "tack", a resistência à delaminagem, resistência ao arrancamento ou variações das características em função da temperatura.

Esta cola é, de um modo preferido, aplicada por pulverização no fim do fabrico desta armadura. De um modo vantajoso, a cola é escolhida entre as colas "hot melt" para permitir uma fixação quase instantânea, em superfície, nas fibras de modo a poder sobrepor uma camada intermédia, por exemplo, uma folha de papel adaptado. Além disso, as colas "hot melt" são isentas de solventes. A natureza do papel deve permitir retirar este papel sem que as fibras do reforço realizado sejam arrastadas e sem destruir o reforço. A utilização de uma armadura assim realizada é bastante simplificada para o operador.

Na verdade, este recorta o reforço da armadura com a camada intermédia e pode ajustar esse reforço na matriz de um molde ou num punção, por exemplo, sem desestruturar o reforço que é mantido com as dimensões iniciais pelo papel. Após retirar a camada intermédia, o operador pode colocar a peça recortada na mesma direcção, ou seja, com a face que ostenta a cola contra a 5 matriz ou o punção. 0 pedaço de armadura reveste este fundo da melhor forma dado que se acomoda perfeitamente sem, ao mesmo tempo, pôr em causa a estrutura do reforço e o operador pode trabalhar com a flexibilidade da armadura sem ser perturbado pela camada intermédia que foi retirada.

Nesta configuração de armadura de acordo com a invenção, a espessura do reforço é mantida em toda a superfície, dado que apenas a face é fixa sem provocar uma adesão das fibras constituindo a armadura entre si, o que poderia fazer com que a espessura fosse reduzida em determinados sítios. A cola só está presente, de facto, na superfície. Já não há posicionamentos falsos em zonas de forte curvatura. Além disso, a peça fica ajustada mais correctamente porque, durante o corte, o reforço não é distendido, mesmo que involuntariamente, pelo operador. Havendo, sempre, a quantidade desejada de fibras na zona em causa.

Se a peça for importante ou complexa e o seu posicionamento delicado, a qualidade de reposicionamento da cola permite uma retirada parcial ou total da peça permitindo a sua recolocação.

Durante a injecção de resina e do seu escoamento através das fibras, não há nenhum movimento possível da peça. 0 produto fabricado, de acordo com o método da presente invenção, é particularmente interessante quando o operador deseja posicionar reforços. Na verdade, pode cortar um reforço directamente na armadura com a sua camada intermédia, prepará-lo com base na geometria e ajustá-lo. Depois de fazer esta operação, o reforço está pronto e basta retirar a camada 6 intermédia e posicionar este reforço na peça principal já colocada na posição devida e perfeitamente ajustada. 0 reforço é colocado com a sua face munida de cola apta a ser reposicionada contra a face isenta de cola do material constituindo a peça principal. 0 reforço é, em seguida, mantido na posição devida, na peça principal, mesmo que os raios de curvatura sejam pequenos ou que o material constituindo o reforço seja pouco flexível. A injecção de cola e o seu escoamento não conseguem alterar a posição deste reforço na peça principal.

Da mesma forma, se o reforço não for aplicado na peça principal, mas tiver que ser posicionado no punção do molde, é conveniente prever a utilização do reforço com a sua face munida de cola apta a ser reposicionada em frente do punção para que este possa permanecer no lugar apesar da acção da gravidade.

Uma atracçao especial do produto obtido pelo método da presente invenção tem a ver com as inserções.

Sabe-se que as peças industriais estão equipadas com inserções para a sua fixação num suporte ou, pelo contrário, para receber elementos pós-montagem.

Essas inserções contornos apresentam, com raio reduzido, revestimento. devem ser colocadas previamente. Os geralmente, cantos acentuados ou curvas o que torna delicada a operação de

Com as peças recortadas e munidas de cola apta a ser reposicionada, é possível fazer aderir o reforço a todas as 7 superfícies da inserção, de tal modo que, depois da polimerização da resina, a inserção fica embutida de modo adequado e apresenta as melhores garantias mecânicas. A inserção também pode ter uma natureza diferente e, nomeadamente, pode haver núcleos de espuma que têm que ser embutidos em pontos precisos. 0 produto de revestimento ajustado de acordo com a presente invenção também está perfeitamente adaptado, sendo a implementação igual à das inserções metálicas.

Um núcleo deste tipo pode, ainda, ser revestido fora do molde com uma ou mais camadas e, depois, colocado no lugar certo no molde, permitindo um ganho considerável de tempo, o que é apreciável tanto industrial como financeiramente.

De acordo com a presente invenção, prevê-se uma etapa suplementar do processo que consiste em aplicar a cola apta a ser reposicionada na outra face da armadura à base de fibras.

Assim, as peças recortadas podem aderir em duas faces. No caso de uma inserção ou um núcleo de espuma, reveste-se, no exterior, a inserção ou o núcleo e, em seguida, aplica-se a inserção ou o núcleo assim revestidos em vez de os aplicar no molde. Testes mostraram que uma quantidade de cola reduzida é necessária, da ordem de alguns gramas por metro quadrado, para uma cola termofusível de borracha orgânica resistente a uma temperatura de 115 °C aplicável a reforços de fibra de vidro com com um peso uma espessura compreendida entre 0,1 mm e 10 mm e especifico compreendido entre 10 g/m2 e 5000 g/m2.

Lisboa, 8 de Janeiro de 2012 1

Claims (7)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Método de fabrico de uma armadura à base de fibras, destinada, nomeadamente, a ser embebida numa matriz ou numa mistura de matrizes, caracterizado por consistir na realização das seguintes etapas: preparar um material à base de fibras e aplicar uma cola apta a ser reposicionada em, pelo menos, uma das superfícies do material assim obtido.
2. 2. Método de fabrico de uma armadura à base de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender uma etapa suplementar que consiste em aplicar uma camada intermédia amovível na face tendo recebido a referida camada de cola apta a ser reposicionada.
3. 3. Método de fabrico de uma armadura à base de fibras, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender uma etapa de corte em folhas ou enrolamento.
4. 4. Método de fabrico de uma armadura à base de fibras, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por consistir em escolher a cola apta a ser reposicionada ajustando as suas propriedades mecânicas para torná-la compatível com a matriz utilizada sem criar contaminação.
5. 5. Método de fabrico de uma armadura à base de fibras, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, 1 caracterizado por se aplicar a cola apta a ser reposicionada por pulverização no fim do fabrico do reforço.
6. 6. Método de fabrico de uma armadura à base de fibras, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a cola ser escolhida de entre as colas "hot melt".
7. 7. Armadura à base de fibras, compreendendo em, pelo menos, uma das suas superfícies, uma cola apta a ser reposicionada, obtida pelo método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, destinada a ser embebida em, pelo menos, uma matriz. Lisboa, 18 de Janeiro de 2012 2