BR112021012875A2 - Método para conformar um material compósito - Google Patents
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Abstract
método para conformar um material compósito. são descritos métodos para conformar um material compósito que incluem o uso de um véu tecido ou não tecido. também são descritos aqui materiais compósitos conformados formados usando tais métodos, que mostram uma melhora significativa no enrugamento.
Description
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MÉTODO PARA CONFORMAR UM MATERIAL COMPÓSITO Pedido Relacionado
[001] Este pedido reivindica prioridade para o Pedido Provisório US número 62/786.855, depositado em 31 de dezembro de 2018. O conteúdo completo deste pedido é explicitamente incorporado aqui por esta referência. Fundamentos
[002] Materiais compósitos de polímero reforçado com fibras têm uso difundido em muitas indústrias (incluindo aeroespacial, automotiva, marítima, industrial, construção e uma ampla variedade de produtos de consumo), com frequência sendo preferidos porque são leves, embora ainda exibindo alta resistência e resistência à corrosão, especialmente em ambientes severos. Materiais compósitos de polímero reforçado com fibra são tipicamente feitos a partir de materiais pré-impregnados ou de processos de infusão de resina.
[003] Materiais pré-impregnados ou “preimpregnados” geralmente se referem a fibras (como fibras de carbono) impregnadas com uma resina de matriz curável (como epóxi). O teor de resina no preimpregnado é relativamente elevado, tipicamente 40% -65% em volume. Dobras múltiplas de preimpregnados podem ser cortadas no tamanho certo para colocação, então, subsequentemente, montadas e conformadas em uma ferramenta de moldagem. No caso em que o preimpregnado não pode ser facilmente adaptado ao formato da ferramenta de moldagem, aquecimento pode ser aplicado aos preimpregnados a fim de deformá-los gradualmente no formato da superfície de moldagem.
[004] Materiais compósitos de polímero reforçado com fibra também podem ser feitos por processos de moldagem de líquidos que envolvem tecnologias de infusão de resina. Esses processos incluem, por exemplo, Moldagem por Transferência de Resina (RTM), Infusão de Resina Líquida (LRI), Moldagem por Transferência de Resina Assistida por Vácuo
2 / 23 (VARTM), Infusão de Resina com Ferramental Flexível (RIFT), Infusão de Resina Assistida por Vácuo (VARI), Infusão de Película de Resina (RFI), Infusão de Resina em Pressão Atmosférica Controlada (CAPRI), VAP (Processo Assistido por Vácuo), Injeção de Linha Única (SLI) e Infusão de Pressão Constante (CPI). Em um processo de infusão de resina, fibras aglutinadas secas são dispostas em um molde como uma pré-forma, seguido por injeção ou infusão diretamente in situ com resina de matriz líquida. Após a injeção ou infusão, a pré-forma infundida com resina é curada para fornecer um artigo compósito acabado.
[005] Para ambos os tipos de material, o processo para conformação tridimensional (ou moldagem) do material compósito é crítico para a aparência, propriedades e desempenho do produto moldado final. Por exemplo, pré-formas são frequentemente conformadas em geometrias detalhadas usando um processo de disposição manual, que é demorado e com frequência resulta em uma variação significativa de peça-a-peça. Embora outros métodos, menos manuais, também existam para conformar materiais compósitos (como métodos de formação a vácuo que também podem empregar pinos, robôs e/ou atuadores para auxiliar na formação de peças), tais métodos têm suas próprias desvantagens e deficiências. Por exemplo, os métodos a vácuo são considerados “fora-de-linha”, porque a formação e a cura ocorrem em diferentes etapas do processo. Além disso, tais métodos são frequentemente demorados e não levam em consideração o comportamento reológico e as características de cura dos materiais compósitos. E o produto de tais processos ainda está sujeito a enrugamentos e outras imperfeições. Sumário
[006] Um novo método para conformar um material compósito é descrito aqui, que não apenas se dirige às deficiências de outros métodos conhecidos na técnica em termos de falta de automação e utilização de infraestrutura e equipamento existentes, mas também proporciona uma
3 / 23 variação peça-a-peça muito baixa e enrugamento mínimo, particularmente nos raios internos.
[007] Consequentemente, em um aspecto, os presentes ensinamentos apresentam métodos para conformar um material compósito, que inclui geralmente: (A) posicionar um sistema compósito em uma ferramenta de prensagem, a ferramenta de prensagem compreendendo um molde macho e um molde fêmea correspondente separados por um espaço, em que o molde macho e o molde fêmea têm, cada, independentemente, uma superfície de moldagem não planar, (B) comprimir o sistema compósito entre o molde macho e o molde fêmea por fechamento do espaço entre o molde macho e o molde fêmea; e (C) manter o molde macho e o molde fêmea em uma posição fechada até a viscosidade do sistema compósito alcançar um nível suficiente para manter um formato moldado.
[008] O sistema compósito inclui pelo menos um véu tecido ou não tecido tendo uma superfície de topo e uma superfície de fundo e um material compósito substancialmente planar tendo uma superfície de topo e uma superfície de fundo; em que a superfície de fundo do material compósito substancialmente planar está em contato com a superfície de topo de um primeiro véu tecido ou não tecido; e em que o pelo menos um véu tecido ou não tecido é retido em posição com uma armação estrutural.
[009] Em algumas modalidades, o pelo menos um véu tecido ou não tecido é esticado sobre a armação estrutural. Em algumas modalidades, a armação estrutural compreende uma armação de topo e uma armação de fundo, com o pelo menos um véu tecido ou não tecido retido entre a armação de topo e a armação de fundo.
[0010] Em algumas modalidades, a superfície de topo do material
4 / 23 compósito substancialmente planar também está em contato com a superfície de fundo de um segundo véu tecido ou não tecido, formando, assim, uma estrutura em camadas. Nessa modalidade, o material compósito pode ser retido estacionário entre o primeiro véu tecido ou não tecido e o segundo véu tecido ou não tecido até calor ou força ser aplicado à estrutura em camadas.
[0011] Em outras modalidades, a superfície de topo do material compósito substancialmente planar também está em contato com um diafragma selecionado dentre uma película compreendendo uma ou mais camadas, cada, independentemente, selecionada dentre uma camada de borracha, uma camada de silicone e uma camada de plástico.
[0012] Em algumas modalidades, o véu tecido ou não tecido tem um peso de entre cerca de 5 g/m2 e cerca de 50 g/m2. Em algumas modalidades, o véu tecido ou não tecido compreende fibras de poliéster, fibras de carbono, fibras de vidro ou uma combinação das mesmas.
[0013] Em algumas modalidades, etapa (B) compreende fechar parcialmente o espaço entre o molde macho e o molde fêmea de modo que um espaço menor é formado entre os moldes, cujo espaço menor é subsequentemente fechado após um tempo específico ou viscosidade ser alcançado. Em outras modalidades, etapa (B) compreende fechar o espaço entre o molde macho e o molde fêmea a uma velocidade de entre cerca de 0,7 mm/s e cerca de 400 mm/s, enquanto mantendo o molde macho e o molde fêmea a uma temperatura acima do ponto de amolecimento do material compósito.
[0014] Em algumas modalidades, o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima da temperatura ambiente, por exemplo, uma temperatura acima 100°C.
[0015] Em algumas modalidades, etapa (C) é realizada até a viscosidade do material compósito ser menos que 1,0 x 108 m Pa.
[0016] Em algumas modalidades, o método inclui adicionalmente (D)
5 / 23 resfriar o sistema compósito sobre a ferramenta a uma temperatura que está abaixo da temperatura de amolecimento do material compósito. Em outras modalidades, o método inclui adicionalmente (D’) remover o sistema compósito da ferramenta enquanto o sistema compósito está acima da temperatura de amolecimento do material compósito.
[0017] Em algumas modalidades, o molde macho e molde fêmea são mantidos em uma posição fechada por entre cerca de 10 segundos e cerca de 30 minutos.
[0018] Em algumas modalidades, o material compósito no sistema compósito foi usinado em um padrão.
[0019] Em algumas modalidades, o método inclui adicionalmente pré- aquecer o sistema compósito em um aparelho de aquecimento, por exemplo, um aquecedor de contato ou um aquecedor de IV, a uma temperatura suficiente para abaixar a viscosidade do material compósito antes de posicionar o sistema compósito na ferramenta de prensagem.
[0020] Em algumas modalidades, o material compósito compreende fibras estruturais de um material selecionado dentre aramida, polietileno de alto módulo (PE), poliéster, poli-p-fenileno-benzobisoxazol (PBO), carbono, vidro, quartzo, alumina, zircônia, carboneto de silício, basalto, fibras naturais e combinações dos mesmos.
[0021] Em algumas modalidades, o material compósito compreende um ligante ou material de matriz selecionado dentre polímeros termoplásticos, resinas termofixas e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, o ligante ou material de matriz está presente no material compósito em uma quantidade de pelo menos cerca de 40%. Em certas modalidades, o ligante ou material de matriz tem uma viscosidade de pelo menos cerca de 1 x 108 mPa. Em certas modalidades, - ou (i) o ligante ou material de matriz tem uma viscosidade de menos que 1 x 108 mPa ou (ii) o véu tem um peso de menos que 100 g/m2; e
6 / 23 - a superfície do material compósito é rica em resina.
[0022] Em algumas modalidades, o método compreende adicionalmente aplicar um agente de liberação de molde ao molde macho, ao molde fêmea, ou a ambos.
[0023] Em algumas modalidades, o sistema compósito está posicionado no aparelho de aquecimento opcional e na ferramenta de prensagem por meios automatizados. Em algumas modalidades, nenhuma pressão a vácuo é aplicada a qualquer porção da ferramenta de prensagem. Breve Descrição dos Desenhos
[0024] Figura 1 ilustra um sistema compósito exemplificativo de acordo com os presentes ensinamentos.
[0025] Figuras 2A e 2B ilustra um processo de moldagem exemplificativa de acordo com os presentes ensinamentos.
[0026] Figura 3 é uma comparação fotográfica de uma peça exemplificativa formada usando um método de termoconformação mecânica com diafragma duplo com uma peça exemplificativa formada usando os métodos aqui descritos. Descrição Detalhada
[0027] Em vista das desvantagens em potencial do processamento de material compósito, incluindo tempo de processamento, variação de peça-a- peça e imperfeições visuais, ainda existe uma necessidade de desenvolver conjuntos e processos mais rápidos, aperfeiçoados e mais confiáveis. Isso é particularmente verdadeiro para peças automotivas que requerem aceitação visual, por exemplo, porque não podem ser pintadas nem cobertas. Embora buscando perfeição visual, também é desejável aproveitar ao máximo o equipamento existente (por exemplo, estampas ou prensas de metal). No entanto, o equipamento de estampagem de metal tradicional resulta tipicamente em uma superfície imperfeita e irregular quando usado diretamente em materiais compósitos. A presente exposição prevê métodos
7 / 23 para conformar materiais compósitos usando um processo de termoconformação mecânica assistida por véu, que são capazes de usar ferramentas de estampagem de metal para produzir peças formadas com propriedades de superfície inesperadamente superiores, incluindo uma falta marcada de enrugamento, por exemplo, em raios internos. Processos para Conformar Material Compósito
[0028] Os presentes ensinamentos incluem métodos para conformar materiais compósitos usando os materiais descritos em maiores detalhes aqui. Em alguns aspectos, portanto, os presentes ensinamentos preveem métodos para conformar um material compósito que geralmente inclui: (A) posicionar um sistema compósito em uma ferramenta de prensagem, a ferramenta de prensagem compreendendo um molde macho e um molde fêmea correspondente separados por um espaço, em que o molde macho e o molde fêmea têm, cada, independentemente, uma superfície de moldagem não planar, (B) comprimir o sistema compósito entre o molde macho e o molde fêmea por fechamento do espaço entre o molde macho e o molde fêmea; e (C) manter o molde macho e o molde fêmea em uma posição fechada até a viscosidade do sistema compósito alcançar um nível suficiente para manter um formato moldado.
[0029] Como usado aqui, o termo “sistema compósito” refere-se ao conjunto de materiais usados para conformar o material compósito, e inclui pelo menos um véu tecido ou não tecido tendo uma superfície de topo e uma superfície de fundo e um material compósito substancialmente planar tendo uma superfície de topo e uma superfície de fundo. No sistema compósito, a superfície de fundo do material compósito substancialmente planar está em contato com a superfície de topo de um primeiro véu tecido ou não tecido e o pelo menos um véu tecido ou não tecido é retido em posição com uma
8 / 23 armação estrutural.
[0030] Como usado aqui, o termo “substancialmente planar” refere-se a um material que tem um plano que é mensuravelmente maior do que os outros dois planos (por exemplo, pelo menos 2, 3, 4 ou 5 vezes maior, ou mais). Em algumas modalidades, o material substancialmente planar tem variação de espessura ao longo do maior plano. Por exemplo, o material compósito pode incluir materiais de reforço, como almofadas (isto é, aumentos localizados na quantidade de dobras) ou diminuições de dobras (isto é, diminuições localizadas na quantidade de dobras), alterações de material e/ou áreas onde os compósitos sofrem transição para por exemplo, o tecido. Em outras modalidades, o material substancialmente planar exibe variação mínima de espessura ao longo da área do material compósito. Por exemplo, o termo substancialmente planar pode significar que o material compósito tem uma variação global de espessura de não mais que +/- 15% sobre 90% da área. Em algumas modalidades, a variação de espessura não é maior do que +/-10% sobre 90% da área. Substancialmente planar não se destina a denotar um material perfeitamente plano, mas também inclui materiais que apresentam pequenas variações na concavidade e/ou convexidade.
[0031] Referindo-se agora à Figura 1, em certas modalidades, o material compósito substancialmente planar (110) é colocado sobre a superfície de topo de um véu tecido ou não tecido (120) que é retido em posição com uma armação estrutural (150, 160). Por exemplo, o véu tecido ou não tecido pode ser colocado sobre um leito (140) que retém uma armação de fundo (150). O material compósito (110) pode ser subsequentemente deitado no topo do véu tecido ou não tecido (120), e uma armação de topo (160) pode ser colocada no topo da armação de fundo (150), com o véu tecido ou não tecido ensanduichado entre as duas armações. Em alguns casos, por exemplo, se for desejado minimizar resíduos em torno da periferia da peça moldada, o material compósito pode ser usinado em um padrão antes de colocar o mesmo
9 / 23 sobre a superfície de topo do véu tecido ou não tecido.
O véu tecido ou não tecido pode ser esticado sobre a armação estrutural.
O esticamento do véu tecido ou não tecido sobre a armação estrutural atua para suportar o peso do material compósito.
Assim, em algumas modalidades, o véu tecido ou não tecido é esticado sobre a armação estrutural de modo que o véu tecido ou não tecido é capaz de suportar o material compósito com afundamento mínimo, por exemplo, com menos que 2,0 cm de afundamento (a partir do plano da armação estrutural), menos que 1,0 cm de afundamento, menos que 0,5 cm de afundamento, menos que 0,25 cm de afundamento, ou ainda menos que 0,1 cm de afundamento.
Em algumas modalidades, antes da colocação da armação de topo, um véu tecido ou não tecido adicional, ou um diafragma, é adicionado à superfície de topo do material compósito.
O véu tecido ou não tecido adicional ou diafragma forma uma estrutura em camadas com o material compósito (isto é, ensanduichando o material compósito) que pode, em algumas circunstâncias, atuar para reter o material compósito com mais segurança em posição.
Se um tal véu tecido ou não tecido adicional ou diafragma for usado, a armação de topo (160) deveria ser colocada no topo da armação de fundo (150) de modo que o véu tecido ou não tecido e o véu tecido ou não tecido adicional ou diafragma fossem, ambos, ensanduichados entre as duas armações.
Uma armação central também pode ser utilizada, caso seja vantajoso fornecer alguma separação entre o véu tecido ou não tecido e o véu tecido ou não tecido adicional ou diafragma.
As armações de topo, central (opcional) e de fundo mantém o formato desejado do véu tecido ou não tecido através de um perímetro suportado, por exemplo, pelo posicionamento de grampos em intervalos predeterminados em torno do perímetro.
Tais armações podem ser fabricadas com base no tamanho e formato do material compósito a ser moldado.
Opcionalmente, armações de suporte estrutural pré- fabricadas são conhecidas na técnica para uso com ferramentas convencionais de prensagem de metal ou compósito (por exemplo, de fabricantes como
10 / 23 Langzauner ou Schubert).
[0032] Em algumas modalidades, o material compósito substancialmente planar (110) é simplesmente deitado sobre a superfície de topo do véu tecido ou não tecido (120). Em outras modalidades, isso pode ser conseguido aplicando fisicamente pressão (por exemplo, à mão ou por meios mecânicos) ao material compósito (ou ao véu tecido ou não tecido adicional ou diafragma, se usado). Uma vez colocado, o material compósito é considerado indexado. Quer dizer, o material compósito pode ser colocado (por exemplo, por meios automatizados) em uma posição específica ao longo do eixo X e Y do véu. Este sistema compósito indexado pode ser então colocado (por exemplo, por meios automatizados) em uma posição específica na ferramenta de prensagem (como descrito em mais detalhes abaixo), de modo que a ferramenta de prensagem engata consistentemente uma área predeterminada do material compósito. Um sistema compósito indexado pode, assim, ser usado de modo confiável para produzir múltiplas cópias de um produto moldado sem a necessidade de indexar cada peça em branco de material compósito individualmente.
[0033] Onde o véu tecido ou não tecido adicional ou diafragma são usados, pressão a vácuo pode ser desejada, por exemplo, para extrair ar residual que pode prejudicar o desempenho de moldagem, impedir a deformação ou enrugamento do material compósito (ou seus componentes), ajudar a manter o alinhamento da fibra, fornecer suporte aos materiais durante o processo e durante a conformação e/ou manter a espessura desejada em temperaturas elevadas. O termo “pressão a vácuo”, como aqui usado, refere- se a pressões a vácuo de menos de 1 atmosfera (ou menos de 1013 mbar). Neste ponto, ou por vácuo ou por meios mecânicos, o material compósito é preso firmemente entre o(s) véu(s)/diafragma, de modo que fica estacionário até a aplicação de calor ou força. Tal sistema estacionário pode ser vantajoso, por exemplo, porque o material compósito não é apenas mantido estacionário
11 / 23 em seu local com tensão suficiente sobre seus eixos X e Y, mas também é indexado (como descrito acima).
[0034] Referindo-se agora à Figura 2A, o sistema compósito (210) pode, em alguns casos, ser pré-aquecido em um aparelho de aquecimento (220). O sistema compósito pode ser colocado no aparelho de aquecimento manualmente ou por meios automatizados, por exemplo, usando um lançador automatizado (225). Este aparelho de aquecimento pode ser qualquer aquecedor que pode ser usado na formação ou moldagem de produtos de metal ou material compósito, por exemplo, um aquecedor de contato ou um aquecedor infravermelho (IV). Em alguns casos, este pré-aquecer amolece o material compósito, o(s) véu(s) tecido(s) ou não tecido(s), ou qualquer diafragma opcional, por exemplo, para que sejam mais dobráveis durante a formação do produto final moldado. Em alguns casos, este pré-aquecer leva o material compósito retido dentro do sistema compósito a uma viscosidade ou temperatura desejada. Pré-aquecimento pode ocorrer em um aparelho de aquecimento aquecido a uma temperatura de acima de cerca de 75°C, 100°C, 125°C, 150°C, 175°C, 200°C ou mesmo maior. Esta temperatura pode ser ajustada, por exemplo, dependendo da identidade do véu(s) tecido(s) ou não tecido(s), o diafragma opcional e/ou os componentes no material compósito. Este pré-aquecimento é vantajoso, por exemplo, se for desejado minimizar ou eliminar o aquecimento da ferramenta de prensagem e/ou minimizar a quantidade de tempo que o sistema compósito reside dentro da ferramenta de prensagem.
[0035] A fim de formar o produto moldado final, o sistema compósito está posicionado em uma ferramenta de prensagem. Em algumas modalidades, nenhuma pressão a vácuo é aplicada a qualquer porção da ferramenta de prensagem. Em outras modalidades, vácuo localizado é aplicado à superfície da ferramenta, por exemplo, para remover ar aprisionado entre o sistema compósito e a ferramenta. Em tais modalidades, no entanto, o
12 / 23 vácuo não é tipicamente usado como uma força para formar o formato do produto moldado final. O sistema compósito pode ser colocado na ferramenta de prensagem manualmente ou por meios automatizados, por exemplo, usando um lançador automatizado (225). Esta ferramenta de prensagem geralmente inclui um molde macho (230) e um molde fêmea (240), que são separados por um espaço (250). Cada molde tem uma superfície de moldagem não planar (260 e 270, respectivamente). Um agente de liberação de molde também pode ser adicionado ao molde macho, ao molde fêmea, ou a ambos. Tal agente de liberação de molde pode ser de auxílio, por exemplo, para remover a peça conformada do molde enquanto ainda em temperaturas acima da temperatura ambiente. As superfícies de moldagem são fixas, isto é, não reconfiguráveis. As superfícies de moldagem também são tipicamente casadas, isto é, o molde macho correspondendo aproximadamente ao oposto do molde fêmea; e, em algumas modalidades, podem ser perfeitamente casadas. No entanto, em algumas modalidades, os moldes macho e fêmea são tais que, quando fechados, a espessura entre eles varia. Em certas modalidades, o sistema compósito está posicionado no espaço a uma distância específica e predeterminada entre o molde macho e o molde fêmea.
[0036] Referindo-se à Figura 2B, o sistema compósito é então comprimido entre o molde macho e o molde fêmea, por fechamento do espaço (280). Em algumas modalidades, isto é obtido fechando parcialmente o espaço entre o molde macho e o molde fêmea para formar um espaço menor entre os moldes. Este espaço menor é subsequentemente fechado após um tempo específico ou viscosidade ser alcançado. Entende-se que “fechando um espaço” refere-se à compressão dos moldes de modo que uma espessura final da cavidade pré-determinada ao longo do eixo Z (290) é obtida entre eles. A espessura final da cavidade pode ser ajustada, por exemplo, controlando onde os moldes param em relação a cada outro, e a escolha da espessura pode ser feita pelo operador dos moldes e irá depender da natureza do produto
13 / 23 moldado final. Em algumas modalidades, a espessura final da cavidade é substancialmente uniforme, isto é, o processo produz um produto final moldado com dois lados com uma espessura que varia por menos que 5%. Em algumas modalidades, o processo produz um produto moldado final com uma espessura que varia por menos que cerca de 4%, por exemplo, menos que cerca de 3%, menos que cerca de 2% ou mesmo menos que cerca de 1%. Em outras modalidades, as ferramentas macho e fêmea podem ser configuradas para dar uma espessura da cavidade que propositalmente varia entre os eixos X e Y.
[0037] Em certas modalidades, o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima da temperatura ambiente. Por exemplo, eles podem ser mantidos a uma temperatura de acima cerca de 75°C, 100°C, 125°C, 150°C, 175°C, 200°C ou mesmo maior. Esta temperatura pode ser ajustada dependendo da identidade (e da viscosidade) dos componentes no material compósito. Os moldes, por exemplo, podem ser mantidos a uma temperatura acima do ponto de amolecimento do ligante ou material de matriz usado no material compósito. Em algumas modalidades, o material compósito compreende um material termofixo e os moldes são mantidos em temperaturas entre cerca de 100°C e 200°C. Em outras modalidades, material compósito compreende um material termoplástico e os moldes são mantidos em temperaturas acima cerca de 200°C. Tipicamente, o sistema compósito será aquecido em algum ponto, por exemplo, durante a etapa de pré- aquecimento ou durante o processo de moldagem na ferramenta de prensagem ou ambos, para permitir o amolecimento do material compósito. O ligante ou material de matriz no material compósito está em uma fase sólida em temperatura ambiente (20°C-25°C), mas irá amolecer no aquecimento. Este amolecimento permite a moldagem do material compósito na ferramenta de prensagem.
[0038] Em algumas modalidades, o molde macho e o molde fêmea
14 / 23 são mantidos em uma posição fechada durante um tempo predeterminado. Por exemplo, em algumas modalidades, os moldes são aquecidos e mantidos em uma posição fechada até uma viscosidade ou temperatura desejada ser alcançada. Em algumas modalidades, os moldes são mantidos em uma posição fechada até a viscosidade do material compósito ser menos que cerca de 1,0 x 108 m Pa. Em algumas modalidades, os moldes são aquecidos e mantidos em uma posição fechada até o ligante ou material de matriz começar a reticular. Em outras modalidades, os moldes não são aquecidos, mas são mantidos em uma posição fechada durante um período de tempo suficiente para o material manter um formato moldado. Moldes podem ser mantidos em uma posição fechada, por exemplo, durante entre cerca de 5 segundos e cerca de 60 minutos, por exemplo, entre cerca de 10 segundos e cerca de 30 minutos ou entre cerca de 15 segundos e cerca de 15 minutos. A extensão de tempo em que os moldes são mantidos em uma posição fechada irá depender de vários fatores, incluindo a identidade do material compósito e da temperatura dos moldes.
[0039] Em certas modalidades, o molde macho é dirigido através do sistema compósito, enquanto o molde fêmea permanece estático. Em outras modalidades, o molde fêmea não permanece estático, mas se move a uma taxa que é mais lenta do que a do molde macho (de modo que o molde macho ainda atua predominantemente como a superfície de formação). Em ainda outras modalidades, ambos os moldes se movem aproximadamente na mesma taxa de velocidade para fechar o espaço entre os moldes. Os moldes são acionados a uma taxa e a uma pressão final suficientes para deformar/moldar o material compósito. Por exemplo, os moldes podem ser acionados a uma taxa de entre cerca de 0,4 mm/s e cerca de 500 mm/s, por exemplo, entre cerca de 0,7 mm/s e cerca de 400 mm/s, por exemplo, entre cerca de 10 mm/s e cerca de 350 mm/s ou entre cerca de 50 mm/s e 300 mm/s. Adicionalmente, os moldes podem ser acionados a uma pressão final de entre cerca de 6,8 bar
15 / 23 (100 psi) e cerca de 68,9 bar (1000 psi), por exemplo, entre cerca de 17,2 bar (250 psi) e cerca de 51,7 bar (750 psi). Em algumas modalidades, os moldes são acionados a uma taxa e a uma pressão final que foram selecionadas para controlar a espessura do produto moldado final enquanto evitando a formação de rugas e distorção de fibras estruturais. Além disso, os moldes podem ser acionados a uma taxa e a uma pressão final que foram selecionadas para permitir a rápida formação das peças moldadas finais. É observado que os presentes ensinamentos não se destinam a ser limitados pela representação nas Figuras 2A e 2B do molde fêmea em contato com a superfície do véu do sistema compósito. De fato, em algumas modalidades, o molde macho está em contato com a superfície do véu do sistema compósito. Sem desejar se limitar a qualquer teoria em particular, acredita-se que esta configuração pode minimizar o enrugamento nos raios internos
[0040] O sistema compósito é então resfriado a abaixo da temperatura de amolecimento do ligante ou material de matriz. Isto pode ocorrer enquanto o sistema compósito permanece sobre a ferramenta de prensagem, ou após o sistema compósito ser removido da ferramenta de prensagem. Neste ponto, o ligante ou material de matriz retorna a uma fase sólida e o material compósito retém sua geometria recentemente formada. Se o material compósito é uma pré-forma, tal pré-forma manterá sua forma desejada para infusão de resina subsequente.
[0041] Além das qualidades de superfície superiores, o presente método pode reduzir a exigência de usinagem após a cura para atingir a geometria final das peças estruturais. Este processamento pós-cura não é apenas demorado, mas também muito arriscado porque as peças estruturais curadas não podem ser re-conformadas. Portanto, danos ocorridos durante o processamento pós-cura podem resultar no descarte como sucata da peça. Assim, em algumas modalidades, o presente processo inclui a etapa de usinagem do material compósito antes sua colocação no véu tecido ou não
16 / 23 tecido. Isso permite a usinagem automatizada, eficiente e fácil do material compósito, em vez de um processo complexo de programação, posicionamento e corte de um material compósito tridimensional curado.
[0042] O sistema descrito acima não apenas auxilia na moldagem de materiais compósitos, por exemplo, mantendo o material compósito em uma posição estacionária com tensão suficiente sobre seus eixos X e Y, mas também fornece um meio eficaz e eficiente para produção de estruturas compósitas complexas tridimensionais tendo excelentes características de superfície em um modo automatizado. Estruturas compósitas tridimensionais podem ser produzidas de forma rápida, repetida e em grande escala. Por exemplo, estruturas compósitas tridimensionais podem ser formadas a partir de peças em branco de material compósito substancialmente planar em ciclos de 1-10 minutos. Esses processos rápidos e repetitivos são apropriados para a fabricação de peças automotivas e painéis, como capôs, porta-malas, painéis de portas, para-lamas e vãos de rodas. Véu tecido ou não tecido
[0043] Como usado aqui, o termo “véu” refere-se a uma esteira fina de fibras poliméricas contínuas ou picadas. As fibras podem ser fios ou monofilamentos de filamentos fiados. Tipicamente, os véus são solúveis em resina e geralmente podem ser tecidos (por exemplo, em uma disposição controlada) ou não tecidos (por exemplo, parcialmente ou completamente aleatórios). Véus têm sido geralmente usados em materiais compósitos, por exemplo, para aumentar a dureza em artigos compósitos fabricados por processos de infusão de resina líquida, interpondo tais véus entre dobras de fibra de reforço estrutural
[0044] O peso do(s) véu(s) usado(s) em conexão com os presentes métodos pode variar, mas estão tipicamente entre cerca de 5 g/m2 e cerca de 100 g/m2. Em algumas modalidades, o véu tecido ou não tecido tem um peso de menos que cerca de 75 g/m2, menos que cerca de 60 g/m2, ou menos que
17 / 23 cerca de 50 g/m2. Em algumas modalidades, o véu tecido ou não tecido tem um peso de entre cerca de 5 g/m2 e cerca de 50 g/m2. Por exemplo, em algumas modalidades, o véu tecido ou não tecido tem um peso de entre cerca de 10 g/m2 e cerca de 40 g/m2. Em certas modalidades, o véu tecido ou não tecido tem um peso de entre cerca de 15 g/m2 e cerca de 30 g/m2; por exemplo, cerca de 15 g/m2, cerca de 16 g/m2, cerca de 17 g/m2, cerca de 18 g/m2, cerca de 19 g/m2, cerca de 20 g/m2, cerca de 21 g/m2, cerca de 22 g/m2, cerca de 23 g/m2, cerca de 24 g/m2, cerca de 25 g/m2, etc.
[0045] A seleção do peso do véu pode ser determinada com base nos atributos do material compósito sendo conformado. Por exemplo, um ligante mais viscoso ou material de matriz pode requerer um véu mais pesado (ou mais de um véu), enquanto um ligante menos viscoso pode utilizar um véu mais leve. Similarmente, se a superfície do material compósito é rica em resina, o véu pode ser selecionado de modo que a resina não sobre-permeie o véu. Em certas modalidades: - ou (i) o ligante ou material de matriz tem uma viscosidade de menos que 1 x 108 mPa ou (ii) o véu tem um peso de menos que 100 g/m2; e - a superfície do material compósito é rica em resina.
[0046] O material usado no véu não particularmente limitado, e pode ser qualquer véu conhecido para uso em conexão com materiais compósitos. No entanto, em algumas modalidades, o véu tecido ou não tecido compreende fibras de poliéster, fibras de carbono, fibras de aramida, fibras de vidro ou uma combinação das mesmas. Em outras modalidades, o véu tecido ou não tecido compreende fibras de polímeros solúveis em resina, como os identificados em US 2006/0252334 para LoFaro et al., que é incorporado aqui por esta referência. Em algumas modalidades, o véu tecido ou não tecido compreende fibras de poliéster. Em algumas modalidades, o véu é um véu não tecido compreendendo fibras de poliéster. Em algumas modalidades, o véu é um véu tecido compreendendo fibras de poliéster. Em outras modalidades, o
18 / 23 véu tecido ou não tecido compreende fibras de carbono. Por exemplo, em algumas modalidades, o véu é um véu não tecido compreendendo fibras de carbono. Em algumas modalidades, o véu é um véu tecido compreendendo fibras de carbono. Em ainda outras modalidades, o véu tecido ou não tecido compreende fibras de vidro. Em algumas modalidades, o véu é um véu não tecido compreendendo fibras de vidro. Em algumas modalidades, o véu é um véu tecido compreendendo fibras de vidro. Materiais compósitos
[0047] Como usado aqui, o termo “material compósito” refere-se a um conjunto de fibras estruturais e um ligante ou material de matriz. Fibras estruturais podem ser fibras orgânicas, fibras inorgânicas ou misturas das mesmas, incluindo, por exemplo, fibras estruturais disponíveis comercialmente como as fibras de carbono, fibras de vidro, fibras de aramida (por exemplo, Kevlar), fibras de polietileno de alto módulo (PE), fibras de poliéster, fibras de poli-p-fenileno-benzobisoxazol (PBO), fibras de quartzo, fibras de alumina, fibras de zircônia, fibras de carboneto de silício, outras fibras cerâmicas, basalto, fibras naturais e misturas das mesmas. Deve ser observado que os usos finais que requerem estruturas compósitas de alta resistência empregariam, tipicamente, fibras tendo uma elevada resistência a tração (por exemplo, ≧3500 MPa ou ≧500 ksi). Tais fibras estruturais podem incluir uma ou múltiplas camadas de material fibroso em qualquer configuração convencional, incluindo, por exemplo, redes de fita unidirecional (uni-fita), esteiras ou véus não tecidos, panos tecidos, panos de malha, tecidos não frisados, cabos de fibra e combinações dos mesmos. É entendido que as fibras estruturais podem ser incluídas como uma ou várias dobras em toda a sua porção do material compósito, ou na forma de almofadas ou diminuições de dobras, com aumentos/diminuições localizadas na espessura.
[0048] O material fibroso é retido no lugar e estabilizado por um
19 / 23 ligante ou material de matriz, de modo que o alinhamento do material fibroso seja mantido e o material estabilizado possa ser armazenado, transportado e manipulado (por exemplo, conformado ou de outra forma deformado) sem desfiar, desemaranhar, separar, empenar, enrugar ou reduzir, de outra forma, a integridade do material fibroso. Os materiais fibrosos retidos por uma pequena quantidade de ligante (por exemplo, tipicamente menos que cerca de 10% em peso) são tipicamente referidos como pré-formas fibrosas. Tais pré- formas seriam apropriadas para aplicações de infusão de resina, como RTM. Materiais fibrosos também podem ser retidos por grandes quantidades de materiais de matriz (geralmente chamados de “preimpregnados” quando se referem a fibras impregnadas com uma matriz) e, portanto, seriam apropriados para a formação do produto final sem adição adicional de resina. Em certas modalidades, o ligante ou material de matriz está presente no material compósito em uma quantidade de pelo menos cerca de 30%, pelo menos cerca de 45%, pelo menos cerca de 40%, ou pelo menos cerca de 45%.
[0049] O ligante ou material de matriz é geralmente selecionado dentre polímeros termoplásticos, resinas termofixas, e combinações dos mesmos. Quando usado para formar uma pré-forma, tais polímeros termoplásticos e resinas termofixas também podem ser introduzidos em várias formas, tais como pó, pulverização, líquido, pasta, película, fibras e véus não tecidos. Os meios para utilizar essas várias formas são geralmente conhecidos na técnica.
[0050] Materiais termoplásticos incluem, por exemplo, poliésteres, poliamidas, poli-imidas, policarbonatos, poli(metil metacrilatos), policromáticos, poliésteramidas, poliamidaimidas, polieterimidas, poliaramidas, poliarilatos, poliariletercetonas, polieteretercetonas, polietercetonacetonas, poliacrilatos, poli(éster) carbonatos, poli(metil metacrilatos/butil acrilatos), polissulfonas, poliarilsulfonas, copolímeros dos mesmos e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, o material
20 / 23 termoplástico também pode incluir um ou mais grupos terminais reativos, como grupos amina ou hidroxila, que são reativos a epóxidos ou agentes de cura.
[0051] Materiais termofixos incluem, por exemplo, resinas epóxi, resinas bismaleimida, resinas de condensado de formaldeído (incluindo resinas de formaldeído-fenol), resinas de cianato, resinas de isocianato, resinas fenólicas e misturas das mesmas. A resina epóxi pode ser um derivado mono- ou poli-glicidila de um ou mais compostos selecionados do grupo consistindo em diaminas aromáticas, aminas monoprimárias aromáticas, aminofenóis, fenóis poli-hídricos, álcoois poli-hídricos e ácidos policarboxílicos. As resinas epóxi também podem ser multifuncionais (por exemplo, epóxis difuncionais, trifuncionais e tetrafuncionais).
[0052] Em algumas modalidades, uma combinação de polímero(s) termoplástico(s) e resina(s) termofixa(s) é usada no material compósito. Por exemplo, certas combinações podem operar com efeito sinergístico em relação ao controle de fluxo e flexibilidade. Em tais combinações, os polímeros termoplásticos forneceriam controle de fluxo e flexibilidade para a mescla, dominando as resinas termofixas tipicamente frágeis e de baixa viscosidade. Diafragma Opcional
[0053] Como usado aqui, um “diafragma” refere-se a uma barreira flexível que divide ou separa duas áreas físicas distintas, e que é uma folha de material elástico ou não elasticamente deformável. Como usado aqui, o termo “flexível” refere-se a um material capaz de deformação sem forças de retorno significativas. Os materiais flexíveis tipicamente têm um fator de flexibilidade (o produto do módulo de Young medido em Pascais e a espessura total medida em metros) de entre cerca de 1.000 N/m e cerca de 2.500.000 N/m. Tipicamente, a espessura do diafragma está na faixa entre cerca de 10 mícrons e cerca de 200 mícrons, por exemplo, entre cerca de 30 mícrons e cerca de
21 / 23 100 mícrons.
[0054] O material usado para produzir os diafragmas pode ser, por exemplo, borrachas, silicones, plásticos, termoplásticos, ou materiais similares. Em certas modalidades, no entanto, o material usado para produzir os diafragmas inclui uma película compreendendo uma ou mais camadas, cada independentemente, selecionada dentre uma camada de plástico ou uma camada de elástico. Em algumas modalidades, um material de diafragma é escolhido para facilmente se solar da peça moldada final e/ou do ferramental. Em outras modalidades, o diafragma é projetado para aderir de modo temporário ou permanente ao material compósito moldado. O material de diafragma pode ser formado em uma película usando procedimentos convencionais de fundição ou extrusão. Exemplificação
[0055] Os exemplos a seguir são dados apenas para fins ilustrativos e não devem ser interpretados como limitando o escopo das reivindicações anexas. Exemplo Comparativo 1: Termoconformação Mecânica de Diafragma Duplo
[0056] Um diafragma flexível inferior feito de uma película de plástico (Solvay, anteriormente Cytec Industries, EMX045) foi colocado em um leito segurando uma estrutura de fundo. Um material compósito em branco, feito de epóxi reforçado com fibra de carbono, foi deitado no topo do diafragma flexível inferior, seguido por uma armação central tendo uma entrada de vácuo. Um diafragma flexível superior feito da mesma película que o diafragma flexível inferior foi, então, colocado de modo que cobrisse a estrutura central e um controle em branco do material compósito. As armações de topo, central e de fundo foram presas por grampos juntos, criando assim um bolso limitado pelo diafragma flexível inferior, o diafragma flexível superior e a armação central. Um vácuo foi então aplicado para
22 / 23 remover ar entre o diafragma flexível superior e o diafragma flexível inferior.
[0057] O aparelho na armação foi então lançado para um aparelho de aquecimento por contato, onde foi aquecido a 110°C. Subsequente ao aquecimento com o aquecedor por contato, o aparelho na armação foi lançado em uma ferramenta de prensagem compreendendo um molde macho e um molde fêmea casados, configurados no formato de um componente automotivo estrutural. O molde macho foi, então, acionado em direção ao molde fêmea a uma taxa de aproximadamente 200 mm/s. O molde fêmea permaneceu estacionário e ambos os moldes foram mantidos a 140°C até a reticulação ter começado. A estrutura conformada foi removida da ferramenta de prensagem enquanto ainda quente e deixada resfriar após remoção.
[0058] Uma porção da estrutura conformada é representada na Figura 3, armação A. O método de diafragma duplo fornece um meio excepcional para formar rapidamente materiais compósitos em ferramentas de metal pré- existentes. No entanto, como mostrado na Figura 3, armação A, as peças formadas usando este método às vezes estão propensas a enrugamento, particularmente nos raios internos. Exemplo 2: Termoconformação mecânica com véu
[0059] Um véu de poliéster tecido foi colocado sobre um leito, enquanto sendo esticado sobre uma armação de fundo. Uma armação estrutural de topo foi adicionada ao topo da armação de fundo, com o véu de poliéster mantido entre as duas armações estruturais. As armações de topo e de fundo foram presas por grampos juntos, mantendo assim o véu de poliéster em uma posição esticada. Um controle em branco de material compósito feito do mesmo epóxi reforçado com fibra de carbono usado no Exemplo comparativo 1 foi então colocado no topo do véu de poliéster. Este aparelho com armação foi então processado do mesmo modo que no Exemplo comparativo 1.
[0060] Uma porção da estrutura conformada é representada na Figura
23 / 23
3, armação B.
Como mostrado na Figura 3, armação B, os métodos de acordo com a presente invenção não apenas fornecem um meio excepcional para formar rapidamente materiais compósitos em ferramentas de metal pré- existentes, mas também são inesperadamente capazes de formar peças tendo significativamente e consistentemente menos enrugamento, particularmente nos raios internos.
Deve ser notado que a porção representada na Figura 3, armação B, é geralmente indicativa da parte formada em bruto.
Claims (27)
1. Método para conformar um material compósito, o método caracterizado pelo fato de que compreende: (A) posicionar um sistema compósito em uma ferramenta de prensagem, a ferramenta de prensagem compreendendo um molde macho e um molde fêmea correspondente separados por um espaço, em que o molde macho e o molde fêmea têm, cada, independentemente, uma superfície de moldagem não planar, (B) comprimir o sistema compósito entre o molde macho e o molde fêmea por fechamento do espaço entre o molde macho e o molde fêmea; e (C) manter o molde macho e o molde fêmea em uma posição fechada até a viscosidade do sistema compósito alcançar um nível suficiente para manter um formato moldado, em que o sistema compósito compreende pelo menos um véu tecido ou não tecido tendo uma superfície de topo e uma superfície de fundo e um material compósito substancialmente planar tendo uma superfície de topo e uma superfície de fundo; em que a superfície de fundo do material compósito substancialmente planar está em contato com a superfície de topo de um primeiro véu tecido ou não tecido; e em que o pelo menos um véu tecido ou não tecido é retido em posição com uma armação estrutural.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um véu tecido ou não tecido é esticado sobre a armação estrutural.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a superfície de topo do material compósito substancialmente planar também está em contato com a superfície de fundo de um segundo véu tecido ou não tecido, formando, assim, uma estrutura em camadas.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o material compósito é retido estacionário entre o primeiro véu tecido ou não tecido e o segundo véu tecido ou não tecido até calor ou força ser aplicado à estrutura em camadas.
5. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a superfície de topo do material compósito substancialmente planar também está em contato com um diafragma selecionado dentre uma película compreendendo uma ou mais camadas, cada independentemente, selecionada dentre uma camada de borracha, uma camada de silicone e uma camada de plástico.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a armação estrutural compreende uma armação de topo e uma armação de fundo, com o pelo menos um véu tecido ou não tecido retido entre a armação de topo e a armação de fundo.
7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o véu tecido ou não tecido tem um peso de entre cerca de 5 g/m2 e cerca de 50 g/m2.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o véu tecido ou não tecido compreende fibras de poliéster, fibras de carbono, fibras de vidro ou uma combinação das mesmas.
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que etapa (B) compreende fechar parcialmente o espaço entre o molde macho e o molde fêmea de modo que um espaço menor seja formado entre os moldes, cujo espaço menor é subsequentemente fechado após um tempo específico ou viscosidade ser alcançada.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que etapa (B) compreende fechar o espaço entre o molde macho e o molde fêmea a uma velocidade de entre cerca de 0,7 mm/s e cerca de 400 mm/s, enquanto mantendo o molde macho e o molde fêmea a uma temperatura acima do ponto de amolecimento do material compósito.
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima da temperatura ambiente.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o molde macho e o molde fêmea são mantidos a uma temperatura acima 100°C.
13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que etapa (C) é realizada até a viscosidade do material compósito ser menos que 1,0 x 108 m Pa.
14. Método acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente (D) resfriar o sistema compósito sobre a ferramenta a uma temperatura que está abaixo da temperatura de amolecimento do material compósito.
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente (D’) remover o sistema compósito da ferramenta enquanto o sistema compósito está acima da temperatura de amolecimento do material compósito.
16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o molde macho e molde fêmea são mantidos em uma posição fechada durante entre cerca de 10 segundos e cerca de 30 minutos.
17. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material compósito no sistema compósito foi usinado em um padrão.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pré- aquecer o sistema compósito em um aparelho de aquecimento a uma temperatura suficiente para abaixar a viscosidade do material compósito antes de posicionar o sistema compósito na ferramenta de prensagem.
19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o aparelho de aquecimento é um aquecedor de contato ou um aquecedor de IV.
20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material compósito compreende fibras estruturais de um material selecionado dentre aramida, polietileno de alto módulo (PE), poliéster, poli-p-fenileno-benzobisoxazol (PBO), carbono, vidro, quartzo, alumina, zircônia, carboneto de silício, basalto, fibras naturais e combinações dos mesmos.
21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material compósito compreende um ligante ou material de matriz selecionado dentre polímeros termoplásticos, resinas termofixas e combinações dos mesmos.
22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o ligante ou material de matriz está presente no material compósito em uma quantidade de pelo menos cerca de 40%.
23. Método de acordo com a reivindicação 21 ou 22, em que caracterizado pelo fato de que o ligante ou material de matriz tem uma viscosidade de pelo menos cerca de 1 x 108 mPa.
24. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que: - ou (i) o ligante ou material de matriz tem uma viscosidade de menos que 1 x 108 mPa ou (ii) o véu tem um peso de menos que 100 g/m2; e - a superfície do material compósito é rica em resina.
25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o método compreende adicionalmente aplicar um agente de liberação de molde ao molde macho, ao molde fêmea ou a ambos.
26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema compósito está posicionado no aparelho de aquecimento opcional e na ferramenta de prensagem por meios automatizados.
27. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que nenhuma pressão a vácuo é aplicada a qualquer porção da ferramenta de prensagem.
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US4302499A (en) * | 1978-06-01 | 1981-11-24 | Armco Inc. | Moldable composite |
US8703630B2 (en) * | 2005-05-09 | 2014-04-22 | Cytec Technology Corp | Resin-soluble thermoplastic veil for composite materials |
US20070023975A1 (en) * | 2005-08-01 | 2007-02-01 | Buckley Daniel T | Method for making three-dimensional preforms using anaerobic binders |
US20080160122A1 (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-03 | Lee Alan Blanton | Continuous debulking systems |
DE102008039869B4 (de) * | 2008-08-27 | 2016-11-03 | Benteler Sgl Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Herstellen von Leichtbauteilen |
EP2664445B1 (de) * | 2012-05-14 | 2018-09-05 | EDAG Werkzeug + Karosserie GmbH | Mehrschichtverbundstruktur aus faserverstärktem Kunststoff und Verfahren zur Herstellung der Mehrschichtverbundstruktur |
FR3047196B1 (fr) * | 2016-02-02 | 2018-09-28 | Coriolis Group | Procede de realisation de preformes tridimensionnelles par formage de preformes initiales avec des voiles |
US10828822B2 (en) * | 2016-08-04 | 2020-11-10 | The Boeing Company | Method for fabricating thermoplastic sandwich structural panel using thermoforming and compression molding |
FR3056438B1 (fr) * | 2016-09-27 | 2019-11-01 | Coriolis Group | Procede de realisation de pieces en materiau composite par impregnation d'une preforme particuliere. |
BR112019016377A2 (pt) * | 2017-02-08 | 2020-04-07 | Cytec Industrial Mat Derby Limited | métodos para isolar um material compósito do ambiente e para conformar um material compósito, e, material compósito isolado |
WO2020102363A2 (en) * | 2018-11-13 | 2020-05-22 | Coats & Clark, Inc. | Vehicle component based on selective commingled fiber bundle having integral electrical harness and embedded electronics |
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