PT2030763E - Processo de evacuação para utilizar num método para produzir uma estrutura compósita - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "PROCESSO DE EVACUAÇÃO PARA UTILIZAR NUM MÉTODO PARA PRODUZIR UMA ESTRUTURA COMPÓSITA" A presente invenção está relacionada com um método para produzir uma estrutura compósita compreendendo material de fibra reforçado através de moldagem por transferência de resina auxiliada por vácuo, onde o material de fibra é impregnado com resina liquida, em que o método compreende os passos de: a) fornecer uma estrutura que dá forma compreendendo uma parte de molde rigido e uma segunda parte de molde e tendo uma direcção longitudinal com uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, e uma direcção transversal com um primeiro lado e um segundo lado, b) colocar o material de fibra na parte rígida do molde, c) vedar a segunda parte do molde contra a parte rígida do molde para formar uma cavidade do molde, d) ligar uma fonte de fluído não vulcanizado de resina para pelo menos um orifício de entrada de resina comunicando com a cavidade do molde, e) ligar pelo menos um orifício de saída de vácuo comunicando com a cavidade do molde, f) evacuar o interior da estrutura que dá forma através de pelo menos um orifício de saída de vácuo, g) fornecer resina não vulcanizada desde a fonte de resina não vulcanizada até à cavidade do molde através de pelo menos um orifício de entrada de resina para assim preencher a cavidade do molde com resina, e h) vulcanizar a resina de modo a formar a estrutura compósita.

Deste modo a invenção está relacionada com um método para produzir estruturas de fibra compósita através de VARTM (moldagem por transferência de resina auxiliada por vácuo), onde polímero líquido, também chamado resina, é utilizado para preencher uma cavidade do molde, na qual o material de 2 fibra foi previamente inserido, e onde é gerado um vácuo na cavidade do molde, retirando por este meio o polímero. 0 polímero pode ser plástico termoendurecido ou termoplástico. A infusão de vácuo ou VARTM é um processo utilizado para moldes de moldagem de fibra compósita, onde fibras uniformemente distribuídas são estratificadas por camadas numa das partes do molde, as fibras sendo mechas, isto é feixes de faixas de fibras, faixas de mechas, ou esteiras, que ou são esteiras de feltro feitas de fibras individuais ou esteiras de tecido feitas de mechas de fibra. A segunda parte do molde é frequentemente feita de um saco de vácuo flexível, e está subsequentemente colocada sobre o material de fibra. Através da geração de um vácuo, tipicamente 80% a 95% do vácuo total, na cavidade do molde entre o lado interior da parte do molde e o saco de vácuo, o polímero líquido pode ser puxado para o interior e preencher a cavidade do molde com o material de fibra aqui contido. As chamadas camadas de distribuição ou tubos de distribuição, também chamados canais dos orifícios de entrada, são utilizados entre o saco de vácuo e o material de fibra de modo a obter uma distribuição de polímero em tão boas condições e tão eficiente quanto possível. Na maioria dos casos, o polímero aplicado é poliéster ou epóxi, e o reforço da fibra é na sua maioria baseado em fibras de vidro ou fibras de carbono.

Durante o processo de enchimento do molde, um vácuo, o qual neste contexto deve ser entendido como uma subpressão ou pressão negativa, é gerado através de orifícios de saída de vácuo na cavidade do molde, por meio dos quais polímero líquido é puxado para o interior da cavidade do molde através dos canais dos orifícios de entrada de modo a preencher a referida cavidade do molde. Desde os canais dos 3 orifícios de entrada, o polímero dispersa-se em todas as direcções na cavidade do molde devido à pressão negativa à medida que uma frente de fluxo se move na direcção dos canais de vácuo. Deste modo, é importante posicionar os canais dos orifícios de entrada e os canais de vácuo de uma forma óptima de modo a obter um preenchimento completo da cavidade do molde. Assegurar uma distribuição completa do polímero na totalidade da cavidade do molde é, no entanto, frequentemente difícil, e consequentemente isto resulta frequentemente nos chamados pontos secos, isto é, áreas com material de fibra não estando suficientemente impregnadas com resina. Os pontos secos são deste modo áreas onde o material de fibra não está impregnado, e onde podem existir bolsas de ar, que são difíceis ou impossíveis de remover através do controlo da pressão de vácuo e possivelmente uma sobrepressão do lado do orifício de entrada. Em relação com a infusão de vácuo, empregar uma parte de molde rígido e uma parte de molde flexível sob a forma de uma bolsa de vácuo, os pontos secos podem ser restaurados após o processo de enchimento do molde através de por exemplo perfuração da bolsa nas respectivas localizações e retirando o ar por exemplo por meio de uma agulha de uma seringa. 0 polímero líquido pode ser opcionalmente injectado nas respectivas localizações, e isto pode por exemplo ser feito da mesma forma por meio de uma agulha de uma seringa. Este é um processo demorado e cansativo. No caso de partes de molde grandes, o pessoal tem que estar de pé sobre o saco de vácuo. Isto não é desejável, especialmente quando o polímero não endureceu, uma vez que pode resultar em deformações no material de fibra inserido e deste modo num enfraquecimento local da estrutura, o que pode por exemplo provocar efeitos de deformação. A literatura de patentes divulga exemplos da utilização de uma membrana semi-permeável, a qual aumenta a área na qual 4 o vácuo está activo, e deste modo reduz os problemas acima. Neste contexto o termo membrana semi-permeável significa uma membrana, a qual é permeável a gases mas impermeável a polimero liquido. Deste modo, se uma membrana semi-permeável for colocada em toda a inserção de fibra, as bolsas de ar podem ser removidas mais facilmente ou inteiramente evitadas. Para além disso, é conhecido do documento WO 06/058541 que divulga as caracteristicas do preâmbulo da reivindicação 1, permitir que alguns canais funcionem sequencialmente como canais de vácuo e canais de orifício de entrada, sendo por esse meio capazes de controlar as frentes de fluxo com um grau elevado e mesmo sendo capazes de inverter as frentes de fluxo para remover pontos secos. Os canais podem deste modo ser utilizados primeiro para evacuar a cavidade do molde ligando-os a uma fonte de vácuo e ser utilizados mais tarde como orifícios de entrada de resina através da interrupção da ligação à fonte de vácuo e ligando-os a uma fonte de polímero.

Tipicamente, as estruturas compósitas compreendem um material de base coberto com um material de fibra reforçado, como seja uma ou mais camadas de polímero de fibra reforçadas. O material de base pode ser utilizado como um espaçador entre essas camadas para formar uma estrutura em sanduíche e é tipicamente feito de um material rígido e leve de modo a reduzir o peso da estrutura compósita. De modo a assegurar uma distribuição eficiente da resina líquida durante o processo de impregnação, o material de base pode ser fornecido com uma rede de distribuição de resina, por exemplo através do fornecimento de canais ou ranhuras na superfície do material de base.

Como por exemplo as pás para turbinas eólicas tornaram-se ainda maiores com o decorrer do tempo, e podem agora ter 5 mais de 60 metros de comprimento, tendo o tempo de impregnação no que respeita ao fabrico dessas pás aumentado, uma vez que mais material de fibra tem que ser impregnado com polimero. Para além disso, o processo de infusão tornou-se mais complicado, uma vez que a impregnação de largos invólucros de membros, como sejam pás, requer controlo das frentes de fluxo para evitar pontos secos, cujo controlo pode por exemplo incluir um controlo relacionado com o tempo dos orifícios dos canais de entrada e dos canais de vácuo. Isto aumenta o tempo necessário para misturar ou injectar polímero. Como resultado o polímero tem que se manter líquido por um período de tempo mais longo, normalmente resultando também num aumento no tempo de cura.

Para além disso, o método VARTM está dificultado com o problema de o vácuo durante o processo de evacuação comprimir as camadas da fibra, o que por conseguinte pode enrugar ou causar protuberâncias devido à variação do nível de vácuo em toda a parte do molde durante o início do processo de evacuação. Por conseguinte, a estrutura compósita, como seja uma pá de turbina eólica, pode também conter rugas após a impregnação e a cura, o que por sua vez pode conduzir a desempenho reduzido da pá ou resultar em pontos fracos locais, o que pode causar falha da pá durante a utilização. O objectivo da presente invenção é fornecer um método novo e melhorado de fabricar um invólucro de membro de material de fibra compósito através de infusão de vácuo, onde a formação de rugas sejam reduzidas ou inteiramente evitadas.

Isto é de acordo com a invenção alcançado através do processo de evacuação do passo f) sendo executado por: fl) fornecer inicialmente uma subpressão numa parte da cavidade 6 do molde de modo a fornecer uma primeira frente de vácuo tendo um primeiro gradiente de pressão orientado para o primeiro lado da estrutura que dá forma, e uma segunda frente de vácuo tendo um segundo gradiente de pressão orientado para o segundo lado da estrutura que dá forma, e f2) controlar a primeira frente de vácuo e a segunda frente de vácuo para se moverem na direcção do primeiro lado e do segundo lado da estrutura que dá forma, respectivamente.

Em consequência disso, o material de fibra reforçado, o qual inclui tipicamente um número de camadas de fibra, é primeiro comprimido devido à subpressão numa parte interior da estrutura que dá forma. À medida que as frentes de vácuo se movem na direcção das partes laterais da estrutura que dá forma o material de fibra reforçado é gradualmente comprimido ao longo destas frentes de vácuo, fornecendo deste modo um efeito de "engomar", onde a frente de vácuo empurra protuberâncias ou rugas no material de fibra reforçado na direcção dos lados da estrutura que dá forma. Deste modo, o número de rugas ou protuberâncias da estrutura compósita pode ser reduzido significativamente.

De acordo com uma forma de realização preferencial, a segunda parte do molde é um saco de vácuo. Isto fornece uma forma particularmente simples de realizar o passo c).

De acordo com outra forma de realização preferencial, o pelo menos um orifício de saída de vácuo é fornecido como um número de canais de vácuo compreendendo pelo menos um canal de vácuo central. Os canais de vácuo estão ligados a pelo menos uma fonte de vácuo e comunicam com a cavidade do molde, e eles estendem-se substancialmente na direcção longitudinal da estrutura que dá forma. Isto fornece uma forma de realização vantajosa para produzir estruturas 7 compósitas oblongas, como sejam pás ou partes de pás para uma turbina eólica.

Numa forma de realização de acordo com o invento, o passo fl) é realizado através da aplicação de um vácuo ao canal de vácuo central. As frentes de vácuo movem-se por esse meio desde uma linha central ao longo do canal de vácuo central e na direcção do primeiro lado e do segundo lado da estrutura que dá forma. Em consequência disso, as frentes de vácuo têm que se propagar na distância mais curta possível. No entanto, o método pode também ser realizado através da aplicação de um vácuo aos canais de vácuo dispostos em qualquer outra posição entre o primeiro lado e o segundo lado, para que os canais de vácuo se estendam ao longo da direcção longitudinal. Este é especialmente o caso quando se fazem estruturas compósitas complexas, como seja uma parte do invólucro para uma pá de uma turbina eólica, a qual é assimétrica.

Numa outra forma de realização de acordo com a invenção, o número de canais de vácuo compreende adicionalmente um número de canais de vácuo adicional, e o passo fl) é realizado através da aplicação de um primeiro nível de vácuo ao canal de vácuo central e da aplicação de um segundo nível de vácuo a um número dos canais de vácuo adicionais, sendo o primeiro nível de vácuo mais elevado que o segundo nível de vácuo. Isto é, a pressão aplicada pelo primeiro canal de vácuo é menor que a pressão aplicada pelos segundos canais de vácuo. Por exemplo, o primeiro nível de vácuo pode ser 90% de vácuo, enquanto que o segundo nível de vácuo pode ser 20% de vácuo. Isto fornece uma evacuação eficiente da totalidade da estrutura que dá forma, onde as frentes de vácuo se estão ainda a propagar desde a parte central da estrutura que dá forma na direcção lateral devido ao mais elevado nível de vácuo fornecido pelo canal de vácuo central. 0 segundo nível de vácuo pode ser também de 0% de vácuo, isto é, a pressão atmosférica, significando que o vácuo é fornecido apenas através do canal de vácuo central.

De acordo com uma forma de realização vantajosa, os canais de vácuo adicionais estão dispostos justapostos em relação ao canal de vácuo central. Preferencialmente, os canais adicionais de vácuo compreendem um primeiro canal de vácuo que se estende na direcção longitudinal ao longo do primeiro lado da estrutura que dá forma, e um segundo canal de vácuo que se estende na direcção longitudinal ao longo do segundo lado da estrutura que dá forma. Em consequência disso, o primeiro canal de vácuo pode fornecer o primeiro nível de vácuo, e o primeiro e segundo canais de vácuo podem fornecer o segundo nível de vácuo.

De acordo com ainda outra forma de realização, os níveis de vácuo de canais de vácuo individuais são alterados para um nível de vácuo substancialmente idêntico no final do passo f) . Isto é, quando uma evacuação eficiente da cavidade do molde foi alcançada, o nível de vácuo dos canais de vácuo individuais pode ser aumentado para, por exemplo, o primeiro nível de vácuo, para que todos os canais apliquem o mesmo nível de vácuo durante o processo de impregnação seguinte do passo g) , assegurando por esse meio que a cavidade do molde se mantém evacuada durante o processo de impregnação.

De acordo com uma forma de realização vantajosa, os canais de vácuo têm uma forma como corpos de perfil oco e sobre o comprido tendo um interior, o qual comunica com a cavidade do molde através de uma ou mais ranhuras que se estendem na direcção longitudinal do perfil do corpo. Estes podem por exemplo ser os chamados perfis Q ou tubos perfurados. De 9 acordo com uma outra forma de realização vantajosa, os perfis dos corpos ocos individuais estão cobertos por uma membrana semi-permeável que admite ar, mas não admite resina liquida. Ainda de acordo com outra forma de realização vantajosa, a membrana semi-permeável está apenas parcialmente fixada aos perfis dos corpos individuais. Em consequência disso, o canal de vácuo pode também ser utilizado como canal de resina para fornecer resina para o interior da estrutura que dá forma, onde a membrana parcialmente fixada se abre quando a resina é fornecida aos canais, e se fecha quando é aplicado um vácuo aos canais.

Numa forma de realização de acordo com a invenção, os canais de vácuo são colocados em oposição ao saco de vácuo. Os canais de vácuo podem também ser integrados no saco de vácuo. Os canais podem por exemplo ser fornecidos com um reforço, como seja um membro helicoidal estendendo-se no interior dos canais, de modo a impedir o canal de entrar em colapso devido ao vácuo.

Noutra forma de realização de acordo com a invenção, um número de canais de vácuo estão também ligados a uma fonte de resina não curada. Assim, a ligação à fonte de vácuo pode ser interrompida, e os canais ligados à fonte de resina não curada. Isto pode por exemplo ser realizado trocando a ligação entre a fonte de vácuo e a fonte de polímero através do arranjo de um comutador ou de uma válvula.

Em consequência disso, o passo g) pode ser realizado fornecendo inicialmente resina através do canal de vácuo central, enquanto fornece vácuo através dos canais de vácuo adicionais, de forma que são geradas uma primeira frente de fluxo de resina e uma segunda frente de fluxo de resina, sendo estas frentes de fluxo controladas de forma que elas 10 se propagam desde o canal de vácuo central em direcção ao primeiro lado e ao segundo lado da estrutura que dá forma, respectivamente.

As frentes de fluxo podem ser controladas pelos canais adicionais de vácuo estando dispostas justapostas em relação ao canal de vácuo central, e a ligação à fonte de vácuo de canais individuais dos canais de vácuo adicionais pode ser interrompida quando quer a primeira frente de fluxo de resina quer a segunda frente de fluxo de resina alcança os canais individuais, os quais estão subsequentemente ligados à fonte de polímero. Isto é, os canais de vácuo justapostos são sequencialmente interrompidos da fonte de vácuo e ligados à fonte de resina à medida que as frentes de fluxo alcançam estes canais. Em consequência disso, é possível controlar as frentes de fluxo de resina com elevada precisão para que elas se propaguem desde o canal de vácuo central da parte que dá forma na direcção do primeiro lado e do segundo lado sem a formação de bolsas de ar no material de fibra impregnado.

De acordo com uma forma de realização preferencial, a estrutura compósita é um invólucro de membro oblongo, como seja uma metade de invólucro de pá para uma pá de uma turbina eólica. De acordo com uma forma de realização vantajosa, os canais de vácuo, ou pelo menos o canal de vácuo central, estendem-se substancialmente na totalidade da direcção longitudinal da estrutura que dá forma. A invenção é abaixo explicada em detalhe fazendo referência a uma forma de realização mostrada nas figuras, nas quais A Fig. 1 mostra uma vista em corte ao longo da linha I-I na Fig. 2 através de um molde para a produção de uma metade de invólucro de pá, 11 A Fig. 2 mostra uma vista esquemática de um aparelho para realizar o método de acordo com a invenção, A Fig. 3 mostra um corpo de válvula incluído no aparelho mostrado na Fig. 2, A Fig. 4 mostra uma vista em corte através do perfil do corpo do orifício de entrada num estado em que ele comunica com uma fonte de vácuo, A Fig. 5 mostra uma vista em corte através do perfil do corpo do orifício de entrada mostrado na Fig. 3 num estado em que ele comunica com uma fonte de polímero, e A Fig. 6 mostra uma vista esquemática da propagação de frentes de vácuo durante um processo de evacuação. A Fig. 1 representa uma vista em corte através de um molde para a produção de uma metade de invólucro de pá para uma pá de uma turbina eólica através de infusão de vácuo e mostra uma parte sólida 1 de um molde com um lado superior acoplando ao lado exterior superior da metade de invólucro de pá completa. Uma inserção de fibra 14 de por exemplo fibra de vidro ou fibra de carbono é colocada no interior do lado superior da parte sólida 1 do molde. Esta camada pode ser também uma estrutura em sanduíche compreendendo um material de base, como sejam polímero expandido ou madeira de balsa, cobertos por camadas de fibra, e pode ainda compreender uma secção de reforço estendendo-se longitudinalmente chamada um laminado principal conforme descrito por exemplo no documento WO 06/058540 pelo presente requerente. 12

Sobre a inserção 14 de fibra, é colocada uma camada 15 de arrancar ou uma camada de retirar a qual pode ser uma rede ou uma película perfurada, e sobre a camada 15 de arrancar, é colocada uma rede de distribuição ou uma camada de fluxo 16. Sobre a rede de distribuição/camada de fluxo 16, são colocados uma pluralidade de corpos de perfil de orifício de entrada 3, 21, 22, em forma de Ω, incluindo os referidos corpos uma ranhura longitudinal em face da rede de distribuição 16. Sobre isto, é colocado um saco de vácuo 13 hermético. Nos rebordos do molde, são fornecidos canais de vácuo sob a forma de tubos de vácuo 2 perfurados.

De acordo com métodos convencionais, os tubos de vácuo 2 comunicam com uma fonte de vácuo, e os corpos de perfil de orifício de entrada 3, 21, 22 comunicam com uma fonte de polímero com polímero líquido. 0 vácuo nos canais de vácuo 2 gera um vácuo numa cavidade do molde formada entre a parte sólida 1 do molde e o saco de vácuo 13, e deste modo o polímero é puxado ou aspirado através dos corpos de perfil de orifício de entrada 3, 21, 22 para baixo para o interior da rede de distribuição 16 e ao longo da referida rede de distribuição 16 através da camada 15 de arrancar, à medida que se espalha e embebe a inserção 14 de fibra. Aquando da finalização da cura do saco de vácuo 13, os corpos de perfil de orifício de entrada 3 e a rede de distribuição 16 são removidos através da camada 15 de arrancar.

De acordo com a invenção, os corpos de perfil de orifício de entrada 3, 21, 22 e os canais de vácuo 2 não estão limitados à função acima descrita, uma vez que durante o processo de enchimento do molde um ou mais dos referidos corpos de perfil de orifício de entrada 3, 21, 22 podem comunicar periodicamente com uma fonte de vácuo em vez de o fazer com a fonte de polímero, e os canais de vácuo 2 podem 13 comunicar periodicamente com uma fonte de polímero em vez de o fazer com a fonte de vácuo. A Fig. 2 mostra uma vista esquemática de um aparelho para realizar o método de acordo com a invenção. A parte sólida 1 do molde tem um rebordo correspondente ao rebordo de uma metade de invólucro de uma pá. Cada canal de vácuo 2 e cada corpo de perfil de orifício de entrada 3, 21, 22 comunica através de um orifício de entrada do molde 4 com um membro de válvula 5, o qual por sua vez comunica com ambas uma fonte de polímero 7 e uma fonte de vácuo 10. A Fig. 3 mostra uma vista esquemática de um dos membros de válvula 5. Como pode ser visto, o membro de válvula é um membro de válvula de três vias com duas posições. Na posição mostrada na Fig. 3, o orifício de entrada do molde 4 comunica com a fonte de polímero 7. Se o membro de válvula 5 estiver configurado na sua segunda posição, o orifício de entrada do molde 4 está ligado à fonte de vácuo 10. Naturalmente, o membro de válvula 5 pode também ter o formato de uma válvula com por exemplo três posições, na posição do meio bloqueando a fonte de polímero 7 bem como a fonte de vácuo 10. Nem é necessário dizer que outros tipos de membros de válvula podem também ser aplicados, uma vez que é essencial que o orifício de entrada do molde 4 possa comunicar tanto com uma fonte de polímero 7 como com uma fonte de vácuo 10.

As Figs. 4 e 5 mostram uma vista em corte através de um perfil do corpo 3 do orifício de entrada de acordo com uma forma de realização específica. Na vista em corte, o corpo de perfil de orifício de entrada 3 está em forma de Q uma vez que inclui uma parede cilíndrica e duas partes em aba 11, 12. Uma ranhura 8, estendendo-se na direcção longitudinal do corpo de perfil de orifício de entrada 3 14 entre as duas partes em aba 11, 12, liga o interior 6 do perfil do corpo 3 com a cavidade do molde. A ranhura 8 é coberta por uma membrana semi-permeável 9 estendendo-se desde uma parte de aba 11 até à segunda parte de aba 12. A membrana 9 é semi-permeável no sentido em que ela admite ar mas não polímero líquido. A membrana 9 está apenas presa ao perfil do corpo 3 numa extremidade da parte em aba 11 e assim ela tem a função de uma válvula articulada ou também de uma válvula de retenção articulada em conjunto com o perfil do corpo 3. Quando o corpo de perfil de orifício de entrada 3 comunica com a fonte de vácuo 10, a pressão negativa puxa para o interior a membrana 9, para que ela faça pressão na segunda parte em aba 12 e bloqueie a passagem de polímero líquido. Quando o corpo de perfil de orifício de entrada 3 comunica com a fonte de polímero 7, a pressão negativa na cavidade do molde afasta a membrana semi-permeável 9 da segunda parte em aba 12, conforme é mostrado na Fig. 5, pelo que o polímero líquido pode fluir desde o interior do perfil do corpo 3 e para o interior da cavidade do molde. Se a membrana 9 não pode ser movida para o interior em direcção à referida cavidade do molde devido ao material de fibra na cavidade do molde, e se for gerada uma ligeira pressão positiva no interior 6 do corpo de perfil de orifício de entrada, o corpo de perfil 3 levanta o saco de vácuo 13, permitindo deste modo que o polímero líquido flua para o interior da cavidade do molde através da ranhura resultante entre a parte em aba 12 do corpo de perfil e da membrana 9. Deve notar-se que a membrana 9 não é necessária para a invenção se os canais não forem para ser utilizados como canais de vácuo após terem sido utilizados como canais de orifícios de entrada.

Na forma de realização mostrada na Fig. 1, os corpos de perfil de orifício de entrada 3, 21, 22 são de uma forma como corpos de perfil em forma de Ω, e os canais de vácuo 2 15 são de uma forma como tubos perfurados. Os canais de orifícios de entrada 3, 21, 22 podem, no entanto, ser também de uma forma como tubos perfurados tal como os canais de vácuo 2 podem ser em forma de Q como corpos de perfil. Se forem aplicados tubos perfurados, estes podem ser opcionalmente ser reforçados por um membro helicoidal de reforço estendendo-se no interior do tubo e impedindo o tubo de colapsar dobrando-se devido ao vácuo. 0 método para produzir a estrutura compósita começa por evacuar a cavidade do molde, o que é ilustrado na Fig. 6. 0 processo de evacuação é executado deixando o canal central de orifício de entrada 22 ser ligado à fonte de vácuo 10 e aplicando um primeiro nível de vácuo a este canal de orifício de entrada 22, por exemplo 90% de vácuo. Ao mesmo tempo, um segundo nível de pressão é aplicado aos canais de vácuo 2, os quais estão dispostos num primeiro lado 41 e num segundo lado 42 da parte sólida 1 de um molde, respectivamente. Este segundo nível de pressão pode por exemplo ser 20% de vácuo. Através da aplicação de um nível de vácuo mais elevado (isto é, uma pressão mais reduzida) ao canal central de orifício de entrada 22 uma subpressão mais elevada é primeiro gerada neste canal de orifício de entrada 22, comprimindo por esse meio a inserção de fibra 14 na proximidade do canal de orifício de entrada 22, o que gera protuberâncias ou rugas nos lados da mesma.

Uma vez que este elevado nível de vácuo (isto é, uma pressão reduzida ou uma pressão negativa elevada) é aplicado continuamente ao canal central de orifício de entrada 22, a subpressão espalha-se gradualmente na cavidade do molde. Consequentemente, é gerado um número de isobáricas 31, 32, 33, e estas propagam-se na direcção dos lados 41, 42 da parte sólida 1 do molde. Deste modo, são geradas uma primeira frente de vácuo tendo um primeiro 16 gradiente de pressão 34 orientado na direcção do primeiro lado 41 da parte sólida 1 do molde e uma segunda frente de vácuo tendo um segundo gradiente de pressão 35 orientado na direcção do segundo lado 42 da parte sólida 1 do molde.

Em consequência disso, a inserção de fibra 14 é gradualmente comprimida na direcção dos lados 41, 42 da parte sólida 1 do molde, e consequentemente as frentes de vácuo "engoma" ou empurra as protuberâncias ou rugas na direcção dos lados 41, 42 da parte sólida 1 do molde. Em consequência disso, o número de rugas na estrutura compósita acabada pode ser reduzido de forma significativa.

Quando um nivel de vácuo predeterminado é obtido na cavidade do molde, os restantes canais de orifício de entrada 21, 3 podem ser ligados à fonte de vácuo 10 de modo a manter um elevado nível de vácuo na totalidade da cavidade do molde. O processo de enchimento da cavidade do molde e de impregnar a inserção de fibra 14 com resina líquida pode começar com apenas o do meio dos corpos de perfil de orifício de entrada 22 comunicando com a fonte de polímero, à medida que os restantes corpos de perfil de orifício de entrada 21, 3 justapostos e os canais de vácuo 2 comunicam com a fonte de vácuo 10. Deste modo o fluxo de resina que entra espalha-se desde o corpo intermédio de perfil de orifício de entrada 22 na direcção dos dois corpos de perfil de orifício de entrada 21 mais próximos. Quando as frentes de fluxo alcançam o último, as suas ligações à fonte de vácuo 10 são quebradas, e elas são ligadas à fonte de polímero 7. Subsequentemente, as frentes de fluxo continuam a mover-se na direcção dos próximos corpos de perfil de orifício de entrada 3 e assim por diante. Deste modo uma queda de pressão resultante de qualquer perfuração 17 possível não intencional do saco de vácuo 13 e/ou uma forte resistência ao ar quer na inserção de fibra 14 pressionada em conjunto devido ao vácuo quer na rede de distribuição não impede um forte vácuo de ser aplicado contíguo à frente de fluxo. Um possível ponto seco pode também ser removido ainda através da ligação de um dos corpos de perfil de orifício de entrada com a fonte de vácuo, invertendo deste modo a direcção do fluxo do polimero. 0 canal central de orifício de entrada 22 está aqui representado como não se estendendo ao longo da totalidade da parte 1 do molde. No entanto, o canal central de orificio de entrada 22 estende-se tipicamente substancialmente ao longo da totalidade do comprimento longitudinal da parte 1 do molde. Também, o canal de orificio de entrada compreende frequentemente três ou quatro canais separados, quando é necessária uma capacidade mais elevada para fornecer resina durante o processo de impregnação. A invenção foi descrita fazendo referência a uma forma de realização preferencial. No entanto, o âmbito da invenção não está limitado à forma de realização ilustrada, e podem ser realizadas alterações e modificações sem se afastar do âmbito da invenção. A parte 1 do molde está por exemplo representada como tendo a forma de um barco. No entanto, uma pá de turbina eólica tem frequentemente uma forma assimétrica. Por conseguinte, o canal central de orifício de entrada 22 não necessita de estar centrado ao longo da totalidade da direcção longitudinal da parte 1 do molde.

Lista dos números de referência 1 Parte de molde rígido 2 Canais de vácuo 3 Canais de orifício de entrada/canais de vácuo 18 4 Orifício de entrada do molde 5 Membros de válvula 6 Interior dos canais de orifícios de entrada 7 Fonte de polímero com polímero líquido 8 Ranhuras 9 Membrana semi-permeável 10 Fonte de vácuo 11 Primeira aba do corpo de perfil de orifício de entrada 12 Segunda aba do corpo de perfil de orifício de entrada 13 Saco de vácuo 14 Inserção de fibra 15 Camada de arrancar/camada de retirar 16 Rede de distribuição 21 Orifícios de entrada/canais de vácuo 22 Orifício de entrada/canal de vácuo 31,32,33 Isobáricas 34 Primeiro gradiente de pressão 35 Segundo gradiente de pressão 41 Primeiro lado 42 Segundo lado

Lisboa, 19 de Outubro de 2010

Claims (13)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um método para produzir uma estrutura compósita compreendendo material de fibra reforçado através de moldagem por transferência de resina auxiliada por vácuo, onde o material de fibra é impregnado com resina liquida, o método compreendendo os passos de: a) fornecer uma estrutura que dá forma compreendendo uma parte de molde rígido e uma segunda parte de molde e tendo uma direcção longitudinal, e uma direcção transversal com um primeiro lado e um segundo lado, b) colocar o material de fibra na parte rígida do molde, c) vedar a segunda parte do molde contra a parte rígida do molde para formar uma cavidade do molde, d) ligar uma fonte de fluído não vulcanizado de resina para pelo menos um orifício de entrada de resina comunicando com a cavidade do molde, e) ligar pelo menos um orifício de saída de vácuo comunicando com a cavidade do molde, f) evacuar o interior da estrutura que dá forma através de pelo menos um orifício de saída de vácuo, g) fornecer resina não vulcanizada desde a fonte de resina não vulcanizada à cavidade do molde através de pelo menos um orifício de entrada de resina para assim preencher a cavidade do molde com resina, e h) vulcanizar a resina de modo a formar a estrutura compósita, caracterizado por o processo de evacuação do passo f) ser executado através de: fl) fornecer inicialmente uma subpressão numa parte da cavidade do molde de modo a fornecer uma primeira frente de vácuo tendo um primeiro gradiente de pressão orientado para 2 o primeiro lado da estrutura que dá forma, e uma segunda frente de vácuo com um segundo gradiente de pressão orientado para o segundo lado da estrutura que dá forma, e f2) controlar a primeira frente de vácuo e a segunda frente de vácuo para se moverem na direcção do primeiro lado e do segundo lado da estrutura que dá forma, respectivamente.

2. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com a reivindicação 1, em que a segunda parte de molde é um saco de vácuo.

3. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que pelo menos um orifício de saída de vácuo é fornecido como um número de canais de vácuo compreendendo pelo menos um canal de vácuo central, estando os canais de vácuo ligados a pelo menos uma fonte de vácuo e comunicando com a cavidade do molde, e em que os canais de vácuo se estendem substancialmente na direcção longitudinal da estrutura que dá forma.

4. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com a reivindicação 3, em que o passo fl) é executado através da aplicação de um vácuo ao canal de vácuo central.

5. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com a reivindicação 4, em que o número de canais de vácuo compreende um número de canais de vácuo adicionais, e em que o passo fl) é realizado através da aplicação de um primeiro nível de vácuo ao canal de vácuo central e da aplicação de um segundo nível de vácuo a um número dos canais de vácuo adicionais, sendo o primeiro nível de vácuo mais elevado que o segundo nível de vácuo. 3

6. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com a reivindicação 5, em que os canais de vácuo adicionais estão dispostos justapostos em relação ao canal de vácuo central.

7. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com a reivindicação 6, em que os canais de vácuo adicionais compreendem um primeiro canal de vácuo que se estende na direcção longitudinal ao longo do primeiro lado da estrutura que dá forma, e um segundo canal de vácuo que se estende na direcção longitudinal ao longo do segundo lado da estrutura que dá forma.

8. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com qualquer das reivindicações 2-7, em que no final do passo f) os níveis de vácuo dos canais de vácuo individuais são alterados para um nível de vácuo substancialmente idêntico.

9. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com qualquer das reivindicações 2-8, em que os canais de vácuo têm uma forma como corpos de perfil oco e oblongo tendo um interior, o qual comunica com a cavidade do molde através de uma ou mais ranhuras que se estendem na direcção longitudinal do perfil do corpo.

10. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com a reivindicação 9, em que os corpos de perfil oco individuais estão cobertos por uma membrana semi-permeável que admite ar, mas não admite resina líquida.

11. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com qualquer das reivindicações 2-10, em que um número dos canais de vácuo estão também ligados a uma fonte de resina não vulcanizada. 4

12. Um método para produzir uma estrutura compósita, de acordo com a reivindicação 11, em que o passo g) é realizado fornecendo inicialmente resina através do canal de vácuo central, enquanto fornece vácuo através dos canais de vácuo adicionais, de forma que são geradas uma primeira frente de fluxo de resina e uma segunda frente de fluxo de resina, sendo estas frentes de fluxo controladas de forma que elas se propagam desde o canal de vácuo central em direcção ao primeiro lado e ao segundo lado da estrutura que dá forma, respectivamente.

13. Um método para produzir uma estrutura compósita de acordo com a reivindicação 12, em que os canais de vácuo adicionais estão dispostos justapostos em relação ao canal de vácuo central, e em que a ligação à fonte de vácuo de canais individuais dos canais de vácuo adicionais é interrompida quando quer a primeira frente de fluxo de resina quer a segunda frente de fluxo de resina alcança os canais individuais, os quais estão subsequentemente ligados à fonte de polímero. Lisboa, 19 de Outubro de 2010