ES2302526T3 - Material de blindaje-proteccion multicapa y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Material de blindaje-proteccion multicapa y procedimiento para su fabricacion. Download PDF

Info

Publication number
ES2302526T3
ES2302526T3 ES03027995T ES03027995T ES2302526T3 ES 2302526 T3 ES2302526 T3 ES 2302526T3 ES 03027995 T ES03027995 T ES 03027995T ES 03027995 T ES03027995 T ES 03027995T ES 2302526 T3 ES2302526 T3 ES 2302526T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
layer
ceramic
shielding
support layer
protection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES03027995T
Other languages
English (en)
Inventor
Eugen Pfitzmaier
Bodo Dipl.-Ing. Benitsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SGL Carbon SE
Original Assignee
SGL Carbon SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34442970&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2302526(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by SGL Carbon SE filed Critical SGL Carbon SE
Application granted granted Critical
Publication of ES2302526T3 publication Critical patent/ES2302526T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41WEAPONS
    • F41HARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00Armour; Armour plates
    • F41H5/02Plate construction
    • F41H5/04Plate construction composed of more than one layer
    • F41H5/0414Layered armour containing ceramic material
    • F41H5/0428Ceramic layers in combination with additional layers made of fibres, fabrics or plastics
    • F41H5/0435Ceramic layers in combination with additional layers made of fibres, fabrics or plastics the additional layers being only fibre- or fabric-reinforced layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/23Sheet including cover or casing
    • Y10T428/239Complete cover or casing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24058Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including grain, strips, or filamentary elements in respective layers or components in angular relation
    • Y10T428/24124Fibers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness
    • Y10T428/24521Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness with component conforming to contour of nonplanar surface
    • Y10T428/24529Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness with component conforming to contour of nonplanar surface and conforming component on an opposite nonplanar surface
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24628Nonplanar uniform thickness material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
  • Professional, Industrial, Or Sporting Protective Garments (AREA)

Abstract

Material de blindaje-protección multicapa (1) que está constituido por una capa cerámica o metálica (2) monopieza o multipieza y una capa de apoyo trasera (6), visto en la dirección de disparos, hecha de plástico reforzado con fibras de carbono, así como una capa de apoyo delantera (4), vista en la dirección de los disparos, hecha de plástico reforzado con fibras de carbono, en donde el plástico reforzado con fibras de carbono de las capas de apoyo delantera y trasera (4, 6) se encuentra en estado endurecido y ya no es flexible, y la capa de protección forma, en unión de las dos capas de apoyo, un conjunto rígido.

Description

Material de blindaje-protección multicapa y procedimiento para su fabricación.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Estado de la técnica
La invención concierne a un material de blindaje-protección multicapa constituido por una capa cerámica o metálica monopieza o multipieza, una capa de apoyo trasera, visto en la dirección de disparo, hecha de plástico reforzado con fibras de carbono (CFK), y una capa de apoyo delantera, visto en la dirección de disparo, hecha de plástico reforzado con fibras de carbono (CFK), según la reivindicación 1, así como a un procedimiento para su fabricación según la reivindicación 14.
Mediante un material de blindaje-protección se pueden proteger vehículos terrestres y volantes, como, por ejemplo, aviones, helicópteros y satélites, así como personas potencialmente expuestas a peligro, contra el impacto o las amenazas balísticas. En el sector aeronáutico y espacial son ventajosos sobre todo materiales de blindaje-protección con una favorable relación de masa-protección. Para la destrucción de los proyectiles se utilizan especialmente en el sector de la protección de vehículos terrestres civiles capas que se basan en clases de acero especiales, mientras que en el sector militar y también en el sector de la protección personal se emplean capas cerámicas.
Un material de blindaje-protección basado en cerámica presenta frente a soluciones de acero un menor peso por unidad de superficie junto con una misma capacidad de protección. A esto se contrapone el mejor comportamiento multiimpacto del acero. Por esto se entiende la obtención de las propiedades de detención de proyectiles bajo múltiples impactos a pequeñas distancias de impacto. En un material de blindaje-protección con capa de acero estas distancias están típicamente en el rango de distancias que corresponden típicamente a tres veces el diámetro del proyectil. Cuando se emplea una capa cerámica, la distancia de impacto tolerable está aproximadamente en el intervalo de 8 a 10 veces el diámetro del proyectil.
Todas las soluciones en las que tiene que romperse primero el proyectil o el núcleo del mismo tienen en común el hecho de que están constituidas por al menos dos capas con funciones diferentes. En este caso, una capa delantera vuelta hacia el sitio de solicitación por disparos, que consiste, por ejemplo, en acero o cerámica, tiene la misión de fragmentar el proyectil en el más amplio grado posible. Otra capa, el llamado respaldo, asume la función de intercepción de los fragmentos del proyectil y de absorción de la energía cinética restante. Las capas pueden hacer contacto directo una con otra y están pegadas una a otra o bien están dispuestas en un sistema compartimentado a distancia definida una de otra.
En el documento de carácter genérico DE 41 14 809 A1 se describe un material de plástico resistente a proyectiles con una capa frontal constituida por placas de cerámica de forma hexagonal, detrás de la cual está dispuesta, visto en la dirección de los disparos, una primera capa de laminado duro de material GFK compactado. Intercalando una película adhesiva se prevé una segunda capa de laminado de material GFK que es más blanda que la primera capa de laminado. A través de la capa de laminado duro posterior, que actúa como capa de apoyo, deberá ser soportada la capa de cerámica cuando ésta sea perforada por un proyectil o por fragmentos del proyectil producidos durante el impacto. La capa de laminado más blando pospuesta deberá interceptar, como capa capturadora, el proyectil o los fragmentos de éste sin romperse por ello.
El documento EP 1 288 607 A1, que forma una base para las reivindicaciones 1 y 14, revela un material de blindaje-protección multicapa que comprende una capa cerámica monolítica, un material de respaldo antibalístico fijado a la capa cerámica y una envoltura exterior que rodea a la capa de respaldo y a la capa cerámica y está hecha de un material antibalístico que comprende una resina endurecible. La envoltura exterior 16, que rodea completamente a la estructura compuesta formada por la cerámica y el respaldo, sirve para ocluir el material antibalístico cerámico unido con el respaldo en un estado prensado. Gracias a esta envoltura, el conjunto de cerámica/respaldo aguanta también un disparo múltiple. La envoltura exterior 16 está constituida - al igual que el respaldo 14 - por un material antibalístico. Los materiales adecuados comprenden fibras con calidad antibalística, es decir, alta dilatabilidad, deformabilidad elástica y módulo relativamente alto, por ejemplo aramida, Zylon® o fibras de vidrio especiales, impregnadas con una cantidad adecuada de resina.
En el caso de enfoques optimizados en peso, las soluciones se basan frecuentemente en una combinación de una capa de cerámica y un respaldo a base de tejido, por ejemplo de aramida o Dyneema®. Sin embargo, la mínima distancia de impacto posible de tales sistemas está por encima de la deseada y materializable con acero. La razón de ello reside, por un lado, en la limitada resistencia a la cizalladura del pegamento entre la cerámica y el tejido y, por otro lado, en el daño sufrido por la cerámica y la disminución inherente de la rigidez del sistema total al recibir impactos repetidos de proyectiles. Asimismo, se tiene que, incluso con el empleo de capas de acero, es frecuente que ya no sea suficiente la rigidez frente a proyectiles con alta energía cinética y alta dureza.
Problema de la invención
Frente a esto, la invención se basa en el problema de seguir desarrollando un material de blindaje-protección multicapa de la clase mencionada al principio de tal manera que, junto con un peso lo más pequeño posible, garantice una mayor capacidad de protección, especialmente frente a disparos múltiples. Además, se pretende proporcionar un procedimiento barato para su fabricación.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Este problema se resuelve según la invención por medio de las particularidades caracterizadoras de la reivindicación 1 y las particularidades caracterizadoras de la reivindicación 14.
Ventajas de la invención
Como quiera que, según la reivindicación 1, está dispuesta delante de la capa cerámica o metálica, visto en la dirección de los disparos, una capa de apoyo delantera de plástico reforzado con fibras de carbono (CFK), se incrusta y soporta óptimamente la capa de acero o de cerámica entre la capa de apoyo delantera y la capa de apoyo trasera, formando un conjunto con éstas. Esto protege especialmente el material de cerámica o de acero contra vibraciones dañinas provocadas por un impacto repetido de proyectiles, ya que la mayor rigidez de la estructura reduce las amplitudes de vibración. Una ventaja especial de las capas de apoyo constituidas por plástico reforzado con fibras de carbono (CFK) reside, además, en su capacidad de adaptación a superficies curvadas o acodadas, de modo que el material de blindaje según la invención se puede utilizar universalmente para proteger superficies de cualquier forma.
Según el procedimiento de fabricación de la reivindicación 14, se aplica sobre la superficie de la capa cerámica o metálica que queda vuelta hacia el lugar de solicitación por disparos la capa de apoyo delantera de plástico reforzado con fibras de carbono y/o se aplica sobre la superficie de la capa cerámica o metálica que queda alejada de lugar de solicitación por disparo la capa de apoyo trasera de plástico reforzado con fibras de carbono, a cuyo fin se impregnan tejidos de fibra de carbonos con un aglutinante, especialmente con una resina aglutinante, para formar esterillas de fibras de carbono impregnadas con aglutinante (preimpregnados o laminados en húmedo) y se endurecen los preimpregnados o laminados en húmedo impregnados por vía térmica y/o por reacción electromagnética durante un espacio de tiempo de endurecimiento y se prensan dichos materiales al menos durante una parte del espacio de tiempo de endurecimiento contra una o ambas superficies de la capa cerámica o metálica. Se materializa de este modo un proceso de prensado en caliente en el que el aglutinante endurecible de las esterillas de fibras de vidrio dispuestas por ambos lados proporciona un acoplamiento por complementariedad de materiales con la superficie de la capa de cerámica o de la capa de acero, sin que tenga que emplearse adicionalmente un pegamento. Además, mediante el prensado realizado por ambos lados se pueden aplicar de manera ventajosa ambas capas de apoyo, o sea, la capa de apoyo delantera y la capa de apoyo trasera, sobre la capa de cerámica o de acero durante un único paso del procedimiento.
Debido a las medidas preconizadas en las reivindicaciones subordinadas son posibles perfeccionamientos y mejoras ventajosos de la invención indicada en las reivindicaciones 1 y 14.
Según una forma de realización preferida, la capa cerámica o metálica está completamente envuelta por la capa de apoyo delantera y la capa de apoyo trasera, especialmente en las superficies frontales. Se proporciona así de manera ventajosa una cohesión especialmente rígida y resistente del conjunto.
Es ventajoso también el empleo de plástico reforzado con fibras de carbono para la capa de apoyo delantera y/o la capa de apoyo trasera cuando la capa cerámica o metálica se desvía al menos localmente de una placa plana y presenta una curvatura y/o un acodamiento, y/o cuando el espesor de la capa cerámica o metálica es variable. En efecto, los plásticos con fibras presentes casi siempre sobre la base de napas, telas, géneros de punto o géneros tricotados se pueden adaptar fácilmente a formas no planas antes de su endurecimiento. El plástico reforzado con fibras de carbono incluye de manera especialmente preferida una napa unidireccional constituida por capas de fibras paralelas dispuestas decaladas en 90 grados una respecto de otra.
Según un perfeccionamiento, la capa de apoyo delantera y/o la capa de apoyo trasera presentan una proporción de fibras de carbono de al menos un 10%, referido al volumen.
Según una medida de perfeccionamiento, la matriz de la capa de apoyo delantera y/o la capa de apoyo trasera está constituida por un polímero, por ejemplo por una resina fenólica, endurecible por vía térmica y/o por radiación electromagnética.
Cuando se emplea una capa cerámica, ésta puede presentar una cerámica monolítica, por ejemplo de óxido de aluminio o carburo de silicio. Como alternativa, se puede emplear también una cerámica reforzada con fibras. En particular, se emplea una cerámica sinterizada o fabricada por infiltración con silicio líquido.
Las cerámicas reforzadas con fibras pueden ser preferiblemente los llamados materiales de C/SiC, en los que preferiblemente fibras basadas en carbono, especialmente fibras de carbono o fibras de grafito, están ligadas dentro de una matriz formada predominantemente por SiC, Si y C. Las cerámicas compuestas de C/SiC pueden comprender también otras fibras estables a altas temperaturas que, aparte de carbono, contengan también otros elementos, como, por ejemplo, Si, B, N, O o Ti. El modo de proceder para fabricar material de C/SiC se caracteriza porque se forma primero un material de CFC. Se prefiere especialmente la fabricación de un CFK (plástico reforzado con fibras de carbono) reforzado con haces de fibras cortas, constituido por fibras de carbono o haces de fibras revestidas con una sustancia carbonizable y/o con carbono, así como por materiales de carga y aglutinantes, el cual se prensa con un macho hasta obtener la forma deseada y se endurece y a continuación se carboniza y/o se grafitiza, con lo que se obtiene como producto intermedio un cuerpo moldeado de CFC o C/C. Este cuerpo moldeado se fabrica en el presente caso en forma de una delgada placa con el espesor deseado. No obstante, el material de base no queda limitado a materiales de CFC. Como material fibroso pueden emplearse también otras fibras cerámicas estables frente a la temperatura, especialmente a base de SiO_{2}, Al_{2}O_{3,}ZrO_{2} o SiC, que se hayan revestido con carbono o grafito.
El material en forma de placa constituido por un material de carbono reforzado con fibras de carbono es infiltrado a continuación con una masa fundida de silicio o una masa fundida de una aleación de silicio a temperaturas en torno a aproximadamente 1600ºC en vacío o bajo gas inerte, con lo que al menos una parte del carbono de la matriz y/o de las fibras se transforma en SiC. Aparte de silicio, se pueden emplear también como constituyentes adicionales de la masa fundida los metales de los subgrupos I a VIII, especialmente Ti, Cr, Fe, Mo, B y Ni. Debido a la infiltración líquida del cuerpo moldeado de CFC se obtiene un cuerpo moldeado denso, resistente y muy duro a base de material de C/SiC que contiene fibras, en general fibras de carbono, con una matriz consistente principalmente en SiC,
Si y C.
Como alternativa, la matriz del cuerpo moldeado puede producirse total o parcialmente por medio de una infiltración en fase gaseosa (CVD o CVI). La matriz presenta entonces un contenido relativamente alto de SiC, típicamente de más de 95%. Además, la fabricación de la matriz puede efectuarse por medio de la pirolisis de polímeros precerámicos que contienen Si, tal como, por ejemplo, por la pirolisis de polímeros que contienen uno o varios de los elementos Si, B, C, N, P o Ti.
Aplicaciones preferidas del material de blindaje-protección según la invención conciernen a la protección balística en vehículos terrestres, aéreos y marítimos, como entretela o como parte integrante de chalecos de protección y también como escudo de protección para satélites. En todas estas aplicaciones es ventajoso especialmente el pequeño peso del plástico reforzado con fibras de carbono. Para la última aplicación citada como escudo de protección para satélites es ventajosa sobre todo una cerámica basada en un material de C/SiC a causa de la alta estabilidad frente a la temperatura.
Según un perfeccionamiento especialmente preferido del procedimiento conforme a la invención, se tiene que, por medio del proceso de prensado y el endurecimiento, se aplica al mismo tiempo sobre la superficie de la capa de apoyo trasera que mira hacia afuera de lugar de solicitación por disparos una capa de intercepción que contiene especialmente aluminio, aramida o Dyneema®. Con un único proceso de prensado se pueden unir después una con otra cuatro capas, a saber, la capa de apoyo delantera, la capa de cerámica o de acero, la capa de apoyo trasera y la capa de intercepción, realizándose el acoplamiento de complementariedad de materiales entre las distintas capas por medio del aglutinante endurecible de los preimpregnados que forman las capas de apoyo delantera y trasera.
Como alternativa, algunas o todas las capas citadas pueden pegarse también una con otra por medio de pegamentos líquidos o una película adhesiva.
Dibujos
A continuación, se representa un ejemplo de realización de la invención en los dibujos y se explica éste con más detalle en la descripción siguiente. La única figura muestra una representación en sección de un material de blindaje según una forma de realización preferida de la invención.
Descripción de los ejemplos de realización
En el marco del procedimiento de fabricación del ejemplo de realización preferido de un material de blindaje 1 según la invención, mostrado en la figura, una placa 2 de cerámica de aproximadamente 12 mm de espesor, reforzada con fibras de carbono, especialmente una placa a base de una cerámica compuesta de C/SiC, con las dimensiones de 350 mm x 400 mm, se recubre directamente en la superficie que mira hacia afuera de lugar de solicitación por disparos con doce estratos de una napa unidireccional constituida por capas de fibras paralelas de carbono dispuestas decaladas en 90 grados una respecto de otra. Sobre la superficie opuesta de la placa de cerámica que queda vuelta hacia el lugar de solicitación por disparos se aplican directamente dos estratos de preferiblemente la misma napa unidireccional.
Antes de su colocación sobre la capa 2 de cerámica o simultáneamente con ésta, ambas napas se impregnan con un polímero endurecible por vía térmica y/o por radiación electromagnética, especialmente con una resina fenólica utilizada como aglutinante, para formar esterillas de material fibroso impregnadas con el aglutinante, los llamados preimpregnados, en los cuales la matriz está constituida por el polímero.
El endurecimiento de los preimpregnados para obtener CFK (plástico reforzado con fibras de carbono) tiene lugar preferiblemente por medio de un proceso de autoclave usual, en el que se endurecen los preimpregnados impregnados que rodean a la capa 2 de cerámica, por ejemplo bajo una temperatura de endurecimiento en un intervalo de 50ºC a 180ºC y bajo prensado contra la capa de cerámica. Durante el proceso de endurecimiento se produce una adherencia o un acoplamiento del material de los preimpregnados con el material de la superficie de la capa 2 de cerámica, para lo cual el aglutinante inicialmente viscoso todavía penetra en la estructura superficial rugosa de la capa de cerámica y se solidifica o endurece al cabo de algún tiempo. El preimpregnado endurecido antepuesto a la capa de cerámica en la dirección de los disparos forma entonces una capa de apoyo delantera 4 y el preimpregnado endurecido pospuesto a la capa 2 de cerámica en la dirección de los disparos forma una capa de apoyo trasera 6. De manera especialmente preferida, la capa de cerámica puede ser completamente envuelta durante el proceso de fabricación por la capa de apoyo delantera y la capa de apoyo trasera, especialmente en las superficies frontales.
Preferiblemente, en el marco de proceso de prensado y de endurecimiento se aplica simultáneamente sobre la superficie de la capa de apoyo trasera que mira hacia afuera de lugar de solicitación por disparos una capa de intercepción 8 que incluye especialmente aluminio, aramida o Dyneema® y que tiene un espesor de aproximadamente 10 mm. Con un único proceso de prensado se pueden unir después una con otra cuatro capas, a saber, la capa de apoyo delantera 4, la capa 2 de cerámica o de acero, la capa de apoyo trasera 6 y la capa de intercepción 8.
Como alternativa, el proceso de prensado y de endurecimiento se limita a la capa de apoyo delantera 4, la capa 2 de cerámica y la capa de apoyo trasera 6. La capa de intercepción 8 en forma de un respaldo de tejido de aramida de aproximadamente 10 mm de espesor puede ser pegada también sobre el cuerpo estratificado preparado de esta manera.
Debido a las flexibles propiedades del material de los preimpregnados antes del endurecimiento, la capa de apoyo delantera 4 y/o la capa de apoyo trasera 6 y eventualmente también el respaldo 8, en lugar de aplicarse sobre una capa plana 2 de cerámica, pueden aplicarse también sobre una capa 2 de cerámica que, al menos localmente, se desvía de una placa plana y que presenta una curvatura y/o un acodamiento y/o varía con respecto al espesor de dicha capa.
El material de blindaje presentaba un peso por unidad de superficie de menos de 45 kg/m^{2} y fue probado en ensayos de disparo correspondientes a la clase de disparo FB 7. Los resultados mostraron un neto incremento de la rigidez frente a un material de blindaje sin una capa de apoyo delantera 4 reforzada con fibras de vidrio o de carbono. Por el contrario, se redujeron fuertemente los daños primarios, pero sobre todo los daños secundarios producidos en la placa de cerámica por el impacto del proyectil. En la forma de realización con respaldo pegado 8 se pudieron reducir las cargas sobre la unión pegada entre la capa de apoyo trasera 6 y el respaldo 8 de tal manera que desaparecieron los desprendimientos en la totalidad o parte de la superficie del respaldo 8 que se podían observar en otros casos, con lo que el material de blindaje 1 se mantuvo intacto incluso bajo disparos múltiples y se mejoró fuertemente el comportamiento multiimpacto. En conjunto, gracias a las medidas citadas no solo se incrementó la capacidad de protección referida al peso por unidad de superficie, sino que se pudo mejorar también sensiblemente la adherencia del respaldo 8 al resto del sistema balístico.
En las demás formas de realización se variaron cada vez solamente las siguientes características explícitamente descritas del material de blindaje, mientras que, por lo demás, la estructura siguió siendo la misma que en el ejemplo de realización preferido.
Así, se sustituyó la placa 2 de cerámica reforzada con fibras de carbono en la forma de realización preferida por una placa de cerámica monolítica que consistía, por ejemplo, en óxido de aluminio. Las dimensiones de la cerámica fueron de aproximadamente 250 mm x 350 mm y el espesor ascendió a 8 mm.
Un perfeccionamiento de la forma de realización descrita al principio previó sustituir la placa 2 de cerámica reforzada con fibras de carbono por una placa de acero balístico con un espesor de aproximadamente 8 mm.
Según un perfeccionamiento, la capa cerámica 2 del material de blindaje 1 estaba constituida por losetas de cerámica individuales con las dimensiones de 20 mm x 20 mm x 8 mm, que se colocaron una junto a otra de la manera conocida para sistemas balísticos a fin de formar una estructura de cerámica con la dimensión de 300 mm x 300 mm.
En otra forma de realización la capa 2 de cerámica estaba configurada en forma curvada y estaba ajustada especialmente en su geometría a la chapa pasarruedas de un vehículo automóvil, pudiendo adaptarse fácilmente a esta forma curva, antes del endurecimiento, las capas de apoyo delantera y trasera 4, 6 constituidas por napas de fibras flexibles.
Asimismo, se fabricó también como entretela de un chaleco de protección o de blindaje un material de blindaje curvado 1 basado en una capa 2 de cerámica. El sistema de protección total formado como una combinación de entretela y forro de chaleco se sometió a prueba como se ha descrito al principio y el resultado fue correspondientemente positivo.
Según otro perfeccionamiento, se utilizó como respaldo 8 una napa de Dyneema®. Son imaginables también unas capas de apoyo delantera y/o trasera 4, 6 a base de un tejido híbrido construido con fibras de carbono y de aramida o con fibras de carbono y de vidrio.

Claims (17)

1. Material de blindaje-protección multicapa (1) que está constituido por una capa cerámica o metálica (2) monopieza o multipieza y una capa de apoyo trasera (6), visto en la dirección de disparos, hecha de plástico reforzado con fibras de carbono, así como una capa de apoyo delantera (4), vista en la dirección de los disparos, hecha de plástico reforzado con fibras de carbono, en donde el plástico reforzado con fibras de carbono de las capas de apoyo delantera y trasera (4, 6) se encuentra en estado endurecido y ya no es flexible, y la capa de protección forma, en unión de las dos capas de apoyo, un conjunto rígido.
2. Material de blindaje-protección según la reivindicación 1, caracterizado porque la capa cerámica o metálica (2) está completamente envuelta por la capa de apoyo delantera (4) y la capa de apoyo trasera (6), especialmente en las superficies frontales.
3. Material de blindaje-protección según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la capa cerámica o metálica (2) se desvía al menos localmente de una placa plana y presenta una curvatura y/o un acodamiento.
4. Material de blindaje-protección según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor de la capa cerámica o metálica (2) es variable.
5. Material de blindaje-protección según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de apoyo delantera (4) y/o la capa de apoyo trasera (6) presenta una proporción de fibras de carbono de al menos un 10%, referido al volumen.
6. Material de blindaje-protección según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las fibras de carbono están presentes en forma de napas, telas, géneros de punto o tejidos tricotados.
7. Material de blindaje-protección según la reivindicación 6, caracterizado porque el plástico reforzado con fibras de carbono incluye una napa unidireccional formada por capas de fibras paralelas dispuestas decaladas en 90º una respecto de otra.
8. Material de blindaje-protección según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la matriz de la capa de apoyo delantera (4) y/o de la capa de apoyo trasera (6) está constituida por un polímero endurecible por vía térmica y/o por radiación electromagnética.
9. Material de blindaje-protección según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, visto en la dirección de los disparos, está dispuesta detrás de la capa de apoyo trasera (6) una capa de intercepción (8) que incluye especialmente aluminio, aramida o Dyneema®.
10. Material de blindaje-protección según al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa cerámica (2) incluye una cerámica monolítica o una cerámica reforzada con fibras, especialmente una cerámica sinterizada o fabricada por infiltración con silicio líquido.
11. Uso de un material de blindaje-protección según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10 como protección balística en vehículos terrestres, aéreos o marítimos.
12. Uso de un material de blindaje-protección según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10 como entretela o como parte integrante de chalecos de protección.
13. Uso de un material de blindaje-protección según al menos una de las reivindicaciones 1 a 10 como escudo de protección para satélites.
14. Procedimiento para fabricar un material de blindaje-protección multicapa (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque se aplica una capa de apoyo delantera (4) de plástico reforzado con fibras de vidrio sobre la superficie de la capa cerámica o metálica (2) que queda vuelta hacia el lugar de solicitación por disparos y se aplica una capa de apoyo trasera (6) de plástico reforzado fibras de carbono sobre la superficie de la capa cerámica o metálica (2) que queda alejada del lugar de solicitación por disparos, para lo cual se impregnan napas, telas, géneros tricotados o tejidos de punto a base de fibras de carbono con un aglutinante, especialmente con una resina aglutinante, para formar esterillas de material fibroso impregnadas con aglutinante, y se endurecen por vía térmica y/o por radiación electromagnética, durante un espacio de tiempo de endurecimiento, las esterillas impregnadas de material fibroso y se prensan ésta, al menos durante una parte del espacio de tiempo de endurecimiento, contra una o ambas superficies de la capa cerámica o metálica (2).
15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque se envuelve completamente la capa cerámica o metálica (2) por medio de la capa de apoyo delantera (4) y la capa de apoyo trasera (6), especialmente en las superficies frontales.
\newpage
16. Procedimiento según unas de las reivindicaciones 14 ó 15, caracterizado porque se aplica simultáneamente por medio del proceso de prensado y el endurecimiento, sobre la superficie de la capa de apoyo trasera (6) que mira hacia afuera de lugar de solicitación por disparos, una capa de intercepción (8) que incluye especialmente aluminio, aramida o Dyneema®.
17. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 14 a 16, caracterizado porque, en caso de que se aplique un endurecimiento térmico, la temperatura de endurecimiento está comprendida dentro de un intervalo de 50ºC a 180ºC.
ES03027995T 2003-12-05 2003-12-05 Material de blindaje-proteccion multicapa y procedimiento para su fabricacion. Expired - Lifetime ES2302526T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP03027995A EP1538417B1 (de) 2003-12-05 2003-12-05 Mehrschichtiges Panzerschutzmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2302526T3 true ES2302526T3 (es) 2008-07-16

Family

ID=34442970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES03027995T Expired - Lifetime ES2302526T3 (es) 2003-12-05 2003-12-05 Material de blindaje-proteccion multicapa y procedimiento para su fabricacion.

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090324966A1 (es)
EP (1) EP1538417B1 (es)
AT (1) ATE387618T1 (es)
DE (1) DE50309268D1 (es)
ES (1) ES2302526T3 (es)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7849779B1 (en) * 2006-01-23 2010-12-14 U.T. Battelle, Llc Composite treatment of ceramic tile armor
US20120055327A1 (en) * 2006-04-20 2012-03-08 Holowczak John E Armor system having ceramic matrix composite layers
US8640590B2 (en) * 2006-04-20 2014-02-04 Sikorsky Aircraft Corporation Armor system having ceramic composite with improved architecture
US8375839B2 (en) * 2007-08-29 2013-02-19 Supracor, Inc. Lightweight armor and ballistic projectile defense apparatus
GB2451357B (en) * 2008-09-04 2009-10-14 Global Composites Group Ltd Ceramic Armour
BRPI1014107A2 (pt) 2009-05-04 2019-07-16 Ppg Ind Ohio Inc materiais compósitos e aplicação dos mesmos.
US8225704B2 (en) 2010-01-16 2012-07-24 Nanoridge Materials, Inc. Armor with transformed nanotube material
US20130180393A1 (en) * 2011-02-01 2013-07-18 Sgl Carbon Se Defensive, ceramic based, applique armor, device for providing anti-projectile armoring protection and process for producing ceramic based projectile armor with hollow geometry
US9040160B2 (en) 2011-04-08 2015-05-26 Schott Corporation Multilayer armor
GB2504497B (en) 2012-07-27 2014-07-30 Np Aerospace Ltd Armour
US9458632B2 (en) 2012-10-18 2016-10-04 Ppg Industries Ohio, Inc. Composite materials and applications thereof and methods of making composite materials
US20150253114A1 (en) * 2013-03-14 2015-09-10 Phoenix Armor, Llc Polymer and block copolymer, ceramic composite armor system
RU2560444C2 (ru) * 2013-05-31 2015-08-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Теплобронезащитная слоистая система
KR101683511B1 (ko) * 2015-03-16 2016-12-07 현대자동차 주식회사 자동차용 범퍼 백 빔
KR102263817B1 (ko) * 2019-10-08 2021-06-14 한국과학기술연구원 방검 하이브리드 복합 구조체의 제조방법
CN111038045A (zh) * 2019-12-12 2020-04-21 中国建筑材料科学研究总院有限公司 透明装甲板及透明装甲板制造方法
CN113936548B (zh) * 2020-06-29 2024-01-19 云谷(固安)科技有限公司 显示模组、折弯垫块及显示模组的制作方法
CN114923368A (zh) * 2022-06-21 2022-08-19 福建泉城特种装备科技有限公司 一种防弹墙体复合材料以及防弹墙

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1142689A (en) * 1966-03-29 1969-02-12 Aerojet General Co Armour plating
US4198454A (en) * 1978-10-27 1980-04-15 American Air Filter Company, Inc. Lightweight composite panel
DE2934050C2 (de) * 1979-08-23 1983-12-08 Thiele & Co, 2800 Bremen Verbundplatte zur Panzerung von Fahrzeuginnenräumen o.dgl.
US5142997A (en) * 1990-10-31 1992-09-01 Westinghouse Electric Corp. Projectile resisting space dividing system
DE4114809A1 (de) 1991-05-07 1992-11-12 Gerd Dr Ing Kellner Geschossfestes plattenmaterial
US5214235A (en) * 1992-03-25 1993-05-25 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Shock destruction armor system
EP0582225A3 (en) * 1992-07-31 1994-06-15 Hughes Aircraft Co Low-temperature curing epoxy resin composition
US5456974A (en) * 1993-03-12 1995-10-10 Lundblad; Wayne E. Ballistic resistant article comprising a three dimensional interlocking woven fabric
US5567498A (en) * 1993-09-24 1996-10-22 Alliedsignal Inc. Textured ballistic article
KR100255413B1 (ko) * 1995-03-15 2000-05-01 프리트 특수차량용 방탄그릴
US5970843A (en) * 1997-05-12 1999-10-26 Northtrop Grumman Corporation Fiber reinforced ceramic matrix composite armor
DE19746598C2 (de) * 1997-10-22 2000-12-07 Dornier Gmbh Keramikverbundwerkstoff und seine Verwendung
EP1288607A1 (en) * 2001-08-24 2003-03-05 Israel Military Industries Ltd. Anti-ballistic ceramic articles
US6389594B1 (en) * 2001-08-30 2002-05-21 Israel Military Industries Ltd. Anti-ballistic ceramic articles
DE10157487C1 (de) * 2001-11-23 2003-06-18 Sgl Carbon Ag Faserverstärkter Verbundkörper für Schutzpanzerungen, seine Herstellung und Verwendungen

Also Published As

Publication number Publication date
US20090324966A1 (en) 2009-12-31
DE50309268D1 (de) 2008-04-10
EP1538417A1 (de) 2005-06-08
ATE387618T1 (de) 2008-03-15
EP1538417B1 (de) 2008-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2302526T3 (es) Material de blindaje-proteccion multicapa y procedimiento para su fabricacion.
ES2238633T3 (es) Cuerpo compuesto reforzado con fibras para blindaje de proteccion, su fabricacion y sus usos.
US9103633B2 (en) Lightweight projectile resistant armor system
EP2008051B1 (en) Lightweight projectile resistant armor system with surface enhancement
AU2002223998B2 (en) Laminated armor
ES2621834T3 (es) Artículo antibalístico y método de producción del mismo
US6826996B2 (en) Structural composite armor and method of manufacturing it
Matchen Applications of ceramics in armor products
Wang et al. Design and characteristics of hybrid composite armor subjected to projectile impact
EP1925903B1 (en) Armor
CA2612935C (en) Protective composite structures and methods of making protective composite structures
US20080307953A1 (en) Encapsulated ballistic structure
AU2002223998A1 (en) Laminated armor
WO2007146259A2 (en) Composite assembly and methods of making and using the same
ES2267447T3 (es) Uso de elementos de un material compuesto de matriz ceramica reforzado con fibras.
US8640590B2 (en) Armor system having ceramic composite with improved architecture
Iqbal et al. Development of mortar filled honeycomb sandwich panels for resistance against repeated ballistic impacts
WO1999022195A9 (en) Armor material and methods of making same
JP5405844B2 (ja) 耐衝撃部材
RU2367881C1 (ru) Техническая бронекомпозиция
US20120279634A1 (en) Methods and kits for the construction and repair of composite armour
CN115127398B (zh) 基于高韧性异质界面层的轻质防弹抗爆多相复合装甲材料