WO2018117790A1 - Método de manufactura de carcasas de turbinas aeroespaciales - Google Patents
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- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
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- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
- B29C70/32—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core on a rotating mould, former or core
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- B65H23/02—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs transversely
- B65H23/032—Controlling transverse register of web
Definitions
- the present invention has its preponderant field of application in manufacturing processes of turbine housings for the aeronautical industry, particularly composed of carbon fiber.
- a method for manufacturing a sheet is described in US20160214332A1 Composed of carbon fiber and a spring using a two-piece molding device that includes a hard mold made of wood or metal and a soft mold insert made of rubber or silicon material.
- the carbon fiber composite sheet is molded by pressing between the hard mold and the soft mold insert and is cured at a temperature above 60 "C.
- the US20060169400A1 patent registration refers to a system and method for manufacturing parts of material Composed for aircraft parts, whose innovation is the adjustment of a position of a center of gravity of the part being manufactured, with respect to a lifting center of another part.
- Figure 1 is a diagram of the elements that work for the method of manufacturing turbine housings of the present invention. It includes a cylindrical device for carcass forming [A], characterized by its turning movement and the adaptation of torque and speed. Multiple sensors [B] that make up the sensor network, mainly of vision for image capture and optical projection of a self-adaptive intelligent visual guide at each stage of the process. An intelligent control unit [C] that executes a multifactor modeling algorithm by recurring learning in real time. Continuous material feeding devices [D], in this case rollers for material transport. A mechanical transmission device [E] is shown to achieve the self-synchronization of multiple rotary axes and moving parts, with the ability to absorb mechanical vibrations in movements critical to the process. At least one engine [F] that drives the movement of mechanical transmission devices. An interface with real-time monitoring [G] is incorporated by operators and / or process supervisors. The structure [H] for support of the sensor network and optical guidance devices is also illustrated.
Abstract
Descripción Técnica: La presente invención consiste en un método de manufactura de carcasas ultra livianas para rotores de turbinas mediante moldeo de compositos de fibra de carbono por transferencia de resina, conformado por la combinación de procesos, herramentales y materiales, como un dispositivo de formado de carcasa caracterizado su movimiento de giro y la adecuación de torque y velocidad, proceso de monitoreo y control de patrón formado por compositos de fibra de carbono, caracterizado por la integración de una red de sensores de captura de imágenes y la proyección óptica de una guía visual inteligente auto adaptable, control inteligente para modelación multifactorial por aprendizaje recurrente de soporte de para la toma de decisiones enfocándose a la mejora del proceso con especial atención a la calidad del producto terminado, dispositivos de alimentación de material continuo, caracterizado por mantener una tensión uniforme libre esfuerzos mecánicos no deseadas en los compositos de fibra de carbono, dispositivos de transmisión mecánica, caracterizados por la auto sincronía de múltiples ejes rotatorios y las partes móviles, al menos un motor que impulsan los movimientos de los dispositivos de transmisión mecánica, Herramental para aplicación de polímero termoestable con control del flujo para regular la cantidad de material aplicado, Interface de operador multi plataforma, estructura para el área de trabajo compuesta por al menos dos soportes para la red de sensores y dispositivos guía y una plataforma caracterizada su material anti-fatiga para los operadores.
Description
MÉTODO DE MANUFACTURA DE CARCASAS DE TURBINAS AEROESPACIALES
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene su campo de aplicación preponderante en procesos de manufactura de carcasas de turbinas para industria aeronáutica, particularmente compuestas por fibra de carbón.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Tradicionalmente, la construcción de carcasas de turbinas y superficies de control para aeronaves se ha basado en la implementación de aleaciones metálicas livianas. Por ejemplo, para alerones, elementos estructurales, hojas metálicas y otras se ha utilizado métodos de sujeción como soldadura y remaches. Sin embargo, en cada unión de partes existe la posibilidad de fallas, lo que incrementa la probabilidad de fallas de la parte total.
Se han utilizado materiales compuestos de una resina curada y una fibra de refuerzo para ciertas partes en la construcción de aeronaves. Los compuestos tienen alta resistencia y son ligeros en peso, ambos deseables para el avión. La desventaja de dichas técnicas es la dificultad de producir grandes piezas con configuración compleja, manteniendo al mismo tiempo los estrictos requisitos de calidad de la aeronave. Muchas invenciones se han registrado buscando solucionar este inconveniente y a continuación se presenta una breve compilación. La patente US6319346B1 describe un procedimiento para formar una superficie de control de aeronave a partir de un compuesto de fibra / resina, mediante una cámara interna presurizable. La invención US20130075539A1 presenta una estructura para aplicaciones aeroespaciales que incluye un miembro estructural con múltiples capas compuestas que proporcionan una cavidad que se extiende longitudinalmente, un elemento de transporte dispuesto entre dichas capas y solidario entre ellas. En la patente US20160214332A1 se describe un método para fabricación de una lamina
compuesta de fibra de carbono y un muelle usando un dispositivo de moldeo de dos piezas que incluye un molde duro hecho de madera o metal y un inserto de molde suave hecho de caucho o material de silicio. La hoja compuesta de fibra de carbono se moldea presionando entre el molde duro y el inserto de molde suave y se cura a una temperatura superior de 60 "C. El registro de patente US20060169400A1 se refiere a un sistema y método para fabricación de piezas de material compuesto para partes de aeronaves, cuya innovación es el ajuste de una posición de un centro de gravedad de la parte en proceso de fabricación, con respecto a un centro de elevación de otra parte.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de la presente invención se muestran en la siguiente descripción y en la figura que se acompaña, la cual se menciona a manera de ejemplo por lo que no deben considerarse como una limitante para dicha invención.
La figura 1 es un diagrama de los elementos que funcionan para el método de manufactura de carcasas de turbinas de la presente invención. Se incluye un dispositivo cilindrico para formado de carcaza [A], caracterizado por su movimiento de giro y la adecuación de torque y velocidad. Múltiples sensores [B] que conforman la red de sensores, principalmente de visión para cáptura de imágenes y proyección óptica de una guía visual inteligente autoadaptable en cada etapa del proceso. Una unidad de control inteligente [C] que ejecuta un algoritmo de modelación multifactorial por aprendizaje recurrente en tiempo real. Dispositivos de alimentación de material continuo [D], en este caso rodillos para transporte de material. Se muestra un dispositivo de transmisión mecánica [E] para lograr la autosincronía de múltiples ejes rotatorios y partes móviles, con capacidad de absorción de vibraciones mecánicas en movimientos críticos al proceso. Al menos un motor [F] que impulsa el movimiento de los dispositivos de transmisión mecánica. Se incorpora una interface con para monitoreo en tiempo real [G] por parte de operadores y / o supervisores del proceso. Se ilustra además la estructura [H] para soporte de la red de sensores y dispositivos ópticos guía.
Claims
1.-Método de manufactura de carcasas ultra livianas para rotores de turbinas aeroespaciales conformado por la combinación de procesos, herramentales y materiales para construir estructuras ultra livianas y ultra resistentes a impactos expansivos por moldeo de compositos de fibra de carbono por transferencia de resina, caracterizado por:
a. -Dispositivo para formado de carcaza ultraliviana cilindrico con estructura radial caracterizado por su movimiento de giro y la adecuación de torque y velocidad y la disminución de tiempo de ciclo por su operación de cambio de pieza en máximo 3 movimientos.
b. -Monitoreo y control de patrón formado por compositos de fibra de carbono, caracterizado por la integración de una red de sensores de captura de imágenes y la proyección óptica de una guía visual inteligente auto adaptable en cada etapa del proceso que auto configura el patrón de proyección para guiar al operador al colocar material sobre el dispositivo de formado de carcaza ultraliviana cilindrico con estructura radial.
c. -Control inteligente para modelación multifactorial por aprendizaje recurrente en tiempo real caracterizado por la aplicación de algoritmos inteligentes especializados para el análisis y procesamiento de datos integrado con la red de sensores y proyección auto adaptable de patrones visuales, que dan soporte de para la toma de decisiones enfocándose a la mejora del proceso con especial atención a la calidad del producto terminado.
d.-Dispositivos de alimentación de material continuo, caracterizado por la capacidad de movilizar material de forma constante en combinación de los dispositivos de transmisión mecánica al mismo tiempo que se mantiene una tensión uniforme libre esfuerzos mecánicos no deseados en los compositos de fibra de carbono.
e.-Dispositivos de transmisión mecánica, caracterizados por la auto sincronía de múltiples ejes rotatorios y las partes móviles, su flexibilidad y auto absorción de variaciones mecánicas en movimientos críticos al proceso.
f. -AI menos un motor que impulsan los movimientos de los dispositivos de transmisión mecánica en por lo menos 1 grados de libertad de movimiento.
g. -Herramental para aplicación de polímero termoestable, caracterizado por su portabilidad mientras mantiene el material a aplicar a temperatura y presión constante y el control del flujo para regular la cantidad de material aplicado.
h. -lnterface de operador multi plataforma con comunicación nativa al servidor de control inteligente, caracterizado por su conectividad con tecnologías ioT.
¡.-Estructura para el área trabajo compuesta por al menos dos soportes para la red de sensores y dispositivos guía y una plataforma caracterizada su material anti fatiga para los operadores.
2. -Un dispositivo como el descrito en la reivindicación 1 para formado de carcaza ultraliviana cilindrico con estructura radial caracterizado por su diseño especializado para ejecutar giros sobre su eje transversal mediante su soporte en dispositivos de rodamiento paralelos permitiendo su movimiento de giro y la adecuación de torque y velocidad, disminución de tiempo de ciclo por su operación de cambio de pieza en máximo 3 movimientos.
3. -Un proceso como el descrito en la reivindicación 1 para el monitoreo y control de patrón formado por compositos de fibra de carbono, caracterizado por la integración de una red de sensores de captura de imágenes y la proyección óptica de una guía visual inteligente auto adaptable en cada etapa del proceso, esta combinación de componentes se caracteriza por monitorear el patrón de forma del material de compositos, así como la mecánica de aplicación por los operadores, mientras se auto configura el patrón de proyección adaptándose para guiar al operador al colocar material sobre el dispositivo de formado de carcaza ultraliviana cilindrico con estructura radial.
4. -Un proceso como el descrito en la reivindicación 1 para el control inteligente para modelación multifactorial por aprendizaje recurrente en tiempo real caracterizado por la aplicación de algoritmos inteligentes especializados para el análisis y procesamiento de datos adquiridos por la red de sensores de captura de imágenes, la generación auto
adaptable de patrones guías para el formado, posición y movimientos del operador, y soporte de para la toma de decisiones enfocándose a la mejora del proceso con especial atención a la calidad del producto terminado.
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| WO (1) | WO2018117790A1 (es) |
Citations (4)
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| WO2014041295A1 (fr) * | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Snecma | Machine d'enroulement d'une texture fibreuse permettant un controle d'alignement et de decadrage par analyse d'image |
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-
2016
- 2016-12-20 WO PCT/MX2016/000176 patent/WO2018117790A1/es active Application Filing
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