ES2459199T3 - Herramienta y procedimiento para fabricar una herramienta, en particular para fabricar componentes reforzados con fibra - Google Patents
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Abstract
Herramienta (1) para fabricar componentes (2) reforzados con fibra, que comprende una carcasa de herramienta (3) con una cara superior (4) para conformar el componente (2) reforzado con fibra y con una cara inferior (5), caracterizada porque la carcasa de herramienta (3) que está fabricada en un procedimiento de fundición, y que consiste en por lo menos dos segmentos (11) está configurada de forma dimensionalmente estable, para lo cual la carcasa de herramienta (3) presenta una estructura de nervaduras conformada en la cara inferior.
Description
Herramienta y procedimiento para fabricar una herramienta, en particular para fabricar componentes reforzados con fibra.
La invención se refiere a una herramienta que es adecuada para la fabricación de componentes reforzados con fibra, así como a un procedimiento para fabricar una herramienta de este tipo. En particular, se utiliza una herramienta según la invención en la fabricación de componentes reforzados con fibra de carbono (CFK) o similares, en los que se disponen en la herramienta capas o esterillas que consisten en fibras de refuerzo, después de lo cual las esterillas o las capas provistas de fibras de refuerzo se impregnan con una resina, que se endurece bajo la acción del calor.
Por el documento DE 100 13 409 C1 se ha dado a conocer un procedimiento para fabricar componentes de plástico reforzados con fibra, en el que un semiproducto compuesto de fibras se dispone sobre una superficie de una herramienta y en el que la herramienta se sella con una lámina. Desde el espacio entre la lámina y la superficie de la herramienta se evacúa el aire y se inyecta un material de matriz (resina) en el espacio intermedio. Por medio del vacío formado, el material de matriz (resina) se distribuye en el espacio intermedio entre la superficie de la herramienta y la lámina. A continuación, la herramienta se coloca en un horno a la temperatura de reacción deseada, se endurece la resina y se configura la forma predeterminada por la herramienta en el componente reforzado con fibra. Después del endurecimiento realizado, puede extraerse el componente. El procedimiento conocido es adecuado también para la fabricación de componentes reforzados con fibra de gran superficie.
No obstante, una dificultad es la fabricación de una herramienta de ajuste exacto que garantice las desviaciones de forma deseadas de un componente tridimensional terminado.
Para fabricar componentes reforzados con fibra según un procedimiento de este tipo, se utilizan frecuentemente en el estado de la técnica herramientas en las que la carcasa de herramienta para la conformación consiste en un plástico reforzado con fibra que se fabrica por medio de un molde primitivo. La estabilidad de forma se obtiene por medio de una infraestructura compuesta de una pluralidad de perfiles de acero tubulares. Una herramienta de este tipo para la fabricación de componentes reforzados con fibra es eficaz en la fabricación de pequeños números de unidades. No obstante, es desventajoso que la estabilidad de forma de la carcasa del molde esté limitada solamente por diferentes dilataciones de la carcasa del molde, que es de plástico reforzado con fibra, y de la infraestructura de acero. Resulta de ello que sólo puede fabricarse con un molde un número reducido de componentes reforzados con fibra antes de que dicho molde
Deba sustituirse.
Además, se ha dado a conocer en el estado de la técnica una herramienta en la que se sueldan placas individuales sobre un armazón de base de acero hasta que se origina el molde deseado mediante una pluralidad de placas soldadas. Por ejemplo, una herramienta de este tipo puede constar de acero de FeNi 36 (Invar), un acero especial que presenta una pequeña dilatación térmica, pero que también es difícil de mecanizar con arranque de virutas, de lo que resultan costes elevados de semiproducto y herramienta. Con una herramienta de este tipo es posible una elevada producción con una herramienta, pero la pequeña conductividad térmica y la elevada capacidad térmica dificultan el proceso de conformación y reducen la producción.
Por tanto, ante el estado de la técnica descrito, el problema de la presente invención es proporcionar una herramienta destinada en particular a la fabricación de componentes reforzados con fibra y un procedimiento para fabricar una herramienta de este tipo, con los que sea posible una elevada tasa de fabricación mientras que, simultáneamente, sea posible una elevada exactitud y, en particular también, una producción económica incluso con elevados números de unidades.
Se ha dado a conocer, entre otros, por el documento JP 2005 329 555 un denominado molde de fundición clásico en el que el componente se forma por medio de la cavidad rodeada por dos elementos de molde de fundición en la que se inyecta plástico. Los moldes de fundición de este tipo no son adecuados para conformar componentes reforzados con fibra, ya que estos no pueden posicionarse entre dos elementos de molde de fundición.
Además, se ha dado a conocer por el documento EP 807 504 una herramienta de moldeo para componentes reforzados con fibra cuya superficie determinante de la forma del componente está configurada de una pieza. Las estructuras de este tipo tienen la desventaja de que no se garantiza una evacuación de calor uniforme y continua.
Este problema se resuelve por una herramienta con las características de la reivindicación 1 y por un procedimiento para fabricar una herramienta con las características de la reivindicación 12. Perfeccionamientos preferidos de la invención son objeto de las respectivas reivindicaciones subordinadas. Otras ventajas y características de la invención resultan de la descripción del ejemplo de realización.
La herramienta según la invención sirve para fabricar componentes reforzados con fibra y comprende por lo menos una carcasa de herramienta con una cara superior para conformar el componente reforzado con fibras y una cara
inferior. La carcasa de carcasa de herramienta está configurada sustancialmente de forma dimensionalmente estable, para lo que la carcasa de herramienta presenta una estructura de nervaduras conformada en la cara inferior.
La herramienta según la invención tiene varias ventajas. Una ventaja considerable de la herramienta según la invención es que existe una elevada estabilidad de forma, con lo que pueden fabricarse componentes reforzados con fibra reproducibles y de alta calidad. Gracias a la estabilidad de forma de la carcasa de herramienta es condicionalmente posible producir con una herramienta una pluralidad de componentes reforzados con fibra sin que disminuya la calidad de los componentes.
Con la carcasa de herramienta según la invención se puede mejorar considerablemente la exactitud de fabricación. En particular, gracias a la formación de la estructura de nervaduras conformada puede lograrse una influencia selectiva del comportamiento de dilatación de la herramienta durante la acción del calor. Dado que el endurecimiento del componente reforzado con fibra se realiza regularmente a temperaturas elevadas, que pueden ascender, por ejemplo, a 180º, la dilatación térmica de la herramienta provoca en el estado de la técnica una calidad de fabricación inexacta del componente reforzado con fibra. En contraposición a ello, se logra según la invención una homogeneidad elevada de la dilatación térmica debido a la estructura de nervaduras conformada. Además, se calcula y se determina previamente la dilatación térmica local de modo que se realice una corrección de la dilatación térmica para compensar así de antemano la dilatación térmica.
Dado que puede utilizarse la herramienta para la fabricación de una pluralidad de componentes reforzados con fibra, los costes de herramienta por componente fabricado son pequeños.
En un perfeccionamiento preferido de la invención, la estructura de nervaduras comprende una pluralidad de nervaduras de refuerzo que presentan el mismo coeficiente de dilatación térmica que la carcasa de la herramienta y que, en particular, constan de sustancialmente el mismo material. En particular, la herramienta consta de un acero y, en particular, de un acero hermético al gas o bien esencialmente hermético al gas.
Una herramienta con una pluralidad de nervaduras de refuerzo en la cara inferior, siendo las nervaduras de refuerzo y la carcasa de herramienta del mismo material, es muy ventajosa, ya que, debido a la dilatación a temperaturas relativamente altas, resultan condiciones definidas que pueden ser influenciadas sustancialmente por la estructura tridimensional de las nervaduras de refuerzo. Gracias a una elección adecuada de los recorridos y las secciones transversales de las nervaduras de refuerzo, puede influirse en la dilatación de manera selectiva.
En particular, la estructura de nervaduras está configurada de una pieza con la carcasa de herramienta de modo que exista una carcasa de herramienta homogénea cuyo comportamiento de dilatación térmica es predecible y calculable.
Preferentemente, la carcasa de herramienta consiste en un material fundido que se mecaniza posteriormente por ambas caras. En particular, la carcasa de herramienta consiste preferentemente en acero fundido. Un acero fundido hermético al aire y, en particular, esencialmente hermético al gas hace posible una configuración flexible del contorno de la carcasa de herramienta, con lo que la conformación de la cara superior de la herramienta puede adaptarse en gran medida a la forma deseada del componente reforzado con fibra.
Por ejemplo, se prefiere la utilización de ST 52, que presenta una conductividad térmica considerablemente más elevada que la del acero Invar, la cual puede ser tres o cuatro veces mayor que la de éste. Por tanto, se acelera fuertemente el proceso de calentamiento y enfriamiento para endurecer el componente de CFK, de modo que aumenta la tasa de fabricación. Es posible también el uso de otro acero fundido estanco al vacío.
En perfeccionamientos preferidos, un espesor de pared de la carcasa de herramienta y un espesor de pared de las nervaduras de refuerzo son sustancialmente constantes en toda la carcasa de herramienta. Esto permite un calentamiento y un enfriamiento especialmente homogéneos de la herramienta de modo que se presenten condiciones lo más pequeñas posible en toda la carcasa de herramienta. Resulta de ello una calidad constante de los componentes reforzados con fibra en toda la superficie. Asimismo, esta configuración facilita el cálculo de la forma de la herramienta teniendo en cuenta la dilatación térmica a la temperatura de endurecimiento pretendida. Además, se hace posible la compensación de la dilatación térmica de la herramienta, lo que hace posible una fabricación aún más precisa de los componentes reforzados con fibra.
Gracias al procedimiento de fundición con un mecanizado subsiguiente por ambas caras de la carcasa de herramienta es posible configurar el espesor de pared de la carcasa de herramienta con menos de 30 mm y, en particular, en un intervalo entre aproximadamente 5 mm y 20 mm, por ejemplo con alrededor de 10 mm. Preferentemente, una altura de las nervaduras de refuerzo perpendicularmente a la superficie de las carcasas de herramienta asciende a entre 5 mm y 100 mm, mientras un grosor de las nervaduras de refuerzo paralelamente a la superficie de la carcasa de herramienta se materializa como especialmente igual al espesor de pared de la carcasa de herramienta y, en particular, asciende a menos de 30 mm y, preferentemente, está entre 5 mm y 20 mmm y puede ser, por ejemplo, de 10 mm.
En todas las configuraciones de la herramienta, una estructura de las nervaduras de refuerzo puede configurarse de forma rectangular, redondeada, triangular o poligonal o alveolar. En particular, la estructura de las nervaduras de refuerzo está configurada de manera correspondiente en toda la superficie de la herramienta. Una sección transversal de nervaduras de refuerzo individuales está configurada preferentemente como rectangular para garantizar así un espesor de pared constante de la carcasa de herramienta y de las nervaduras de refuerzo conformados.
Según un perfeccionamiento especialmente ventajoso, la carcasa de herramienta consiste en por lo menos dos segmentos separados que, en particular, están unidos uno con otro de forma hermética al aire y al vacío. La hermeticidad al vacío es importante en la medida en que, durante la utilización de un procedimiento en el que la resina líquida se succiona por una depresión hacia el espacio intermedio entre la cara superior de la herramienta y una lámina aplicada, se puede garantizar entonces completamente un funcionamiento seguro de la carcasa de herramienta.
Para garantizar la hermeticidad al vacío necesaria, los segmentos de la carcasa de herramienta se sueldan uno con otro en la cara superior. Esto se realiza en particular por medio de un procedimiento de soldadura por láser, en el que el material de los segmentos se fusiona sólo localmente en la costura de soldadura de unión, con lo que se evita en gran medida una distorsión de la herramienta por la acción de la temperatura.
Preferentemente, además de un posible proceso de soldadura en la cara superior, se establece también una unión en la cara inferior de los segmentos. Los segmentos están unidos entre sí en arrastre de forma en la cara inferior. Por ejemplo, es posible fijar primero uno contra otro dos segmentos por medio de pasadores de ajuste para, a continuación, atornillar uno con otro los dos segmentos en la cara inferior. Por medio de los pasadores de ajuste se garantiza en este caso que los segmentos estén orientados de manera estacionaria uno con respecto a otro.
En un perfeccionamiento preferido de la herramienta según la invención pueden prefijarse en la cara superior de la carcasa de herramienta uno o más lugares de dilatación nominal, para lo cual se realiza una configuración correspondiente de la estructura de nervaduras en la cara inferior. Por ejemplo, gracias a un grosor más reducido y/o una altura más pequeña de una determinada nervadura puede ajustarse localmente una rigidez más reducida que lleve a una mayor dilatación en la zona correspondiente. Mediante tales nervaduras de refuerzo, por ejemplo más altas y más bajas, la dilatación por la temperatura de la herramienta puede adaptarse a las propiedades deseadas.
Preferentemente, en una zona de borde en la cara superior está prevista una acanaladura de alojamiento que sirve para alojar una lámina de proceso. Esta lámina de proceso puede presentar un racor de entrada de aire o un racor de salida de aire y un racor para la entrada de resina líquida, a fin de succionar aire de la capa intermedia entre la lámina de proceso y la cara superior de la carcasa de herramienta y succionar y distribuir uniformemente la resina líquida por efecto de la depresión.
Preferentemente, se utiliza un material duro plástico que se refuerza con fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras de aramida, fibras de boro o fibras de refuerzo similares. En casos especiales es posible también la utilización de los denominados prepegs, en los que las esterillas de fibras utilizadas están impregnadas con la resina. No obstante, es posible también la utilización de materiales termoplásticos, que pueden procesarse casi siempre a temperaturas más reducidas.
Con el procedimiento según la invención se fabrica una herramienta que es adecuada, en particular, para fabricar componentes reforzados con fibra. En este caso, por medio de un procedimiento de fundición se fabrica una carcasa de herramienta, mecanizándose tanto la cara superior prevista para conformar el componente reforzado con fibra como también la cara inferior opuesta después del procedimiento de fundición para formar en la cara inferior una estructura de nervaduras con una pluralidad de nervaduras de refuerzo a fin de formar una carcasa de herramienta dimensionalmente estable.
Asimismo, el procedimiento según la invención ofrece varias ventajas. Una ventaja considerable es la fabricación de la herramienta por medio de un procedimiento de fundición y una mecanización posterior subsiguiente tanto de la cara superior que se conforma como también de la cara inferior de la carcasa de herramienta. Por medio del procedimiento de fundición se hace posible la fabricación de una carcasa de herramienta que satisface los requisitos deseados tras la mecanización posterior de la cara superior y de la cara inferior.
Por el contrario, en el procedimiento de fundición pueden tomarse en consideración las propiedades especiales del material utilizado, de modo que, durante la fundición, pueda evitarse la formación de rechupes. Por medio de la mecanización posterior de la cara inferior con la estructura de nervaduras, se logra la estabilidad de forma deseada de la carcasa de herramienta, mientras que, debido a la mecanización posterior de la cara superior, la cara superior se adapta a la forma deseada de los componentes reforzados con fibra que se deben fabricar.
En perfeccionamientos preferidos, la carcasa de herramienta se forma por al menos dos segmentos separados que están soldados uno con otro en la cara superior y están unidos entre sí en arrastre de forma en la cara inferior.
Ventajas y características adicionales de la presente invención resultan de la siguiente descripción de un ejemplo de realización que se describe a continuación con respecto a las figuras adjuntas.
5 En las figuras muestran:
la figura 1, una vista en perspectiva desde arriba de una herramienta según la invención;
la figura 2, una vista en perspectiva desde abajo de la herramienta según la figura 1;
10 la figura 3, una vista en perspectiva de un segmento de la herramienta según la figura 1 después del proceso de fundición;
la figura 4, un detalle de la vista desde debajo de la herramienta según la figura 1;
15 la figura 5, la herramienta según la figura 1 durante la fabricación de un componente reforzado con fibra; y
la figura 6, la estructura y las desviaciones de un componente fabricado.
20 En las figuras 1-6 se ilustra con detalle a continuación un ejemplo de realización de la presente invención. La herramienta 1 según la invención representada en una vista en perspectiva desde arriba en la figura 1 consiste en dos segmentos 11 unidos uno con otro que se han posicionado con ajuste exacto de uno con respecto a otro y se han unido uno con otro en la cara superior por medio de una costura de soldadura 12. La costura de soldadura 12 se ha producido por medio de un procedimiento de soldadura por láser que origina sólo un desarrollo de calor local
25 relativamente pequeño, con lo que se evitan en gran medida desviaciones de forma.
La herramienta 1 comprende una carcasa de herramienta 3 que presenta aquí una estructura abovedada para fabricar los componentes reforzados con fibra deseados 2 y una zona de borde 15 con una acanaladura de alojamiento 16, a la que puede fijarse de manera hermética al aire la lámina de proceso 17.
30 Unas anillas 19 sirven para el transporte al lugar de instalación previsto y/o para la fijación de la herramienta 1 en éste.
Para fabricar un componente reforzado con fibra 2 (véase la figura 6), la cara superior 4 de la carcasa de la
35 herramienta 1 se recubre con una tela de fibras o con esterillas de fibras o similares hasta que se logra el grosor deseado de las placas reforzadas con fibra. A continuación de ello, la lámina de proceso 17 (véase la figura 5) se aplica y se fija herméticamente al aire sobre la acanaladura de alojamiento 16. Desde el espacio intermedio entre la lámina 17 y la cara superior 4 de la carcasa de herramienta 3 se succiona posteriormente el aire y se genera un vacío relativo que aspira la resina líquida inyectada a través de una entrada de resina 24 y fomenta una distribución
40 de la resina líquida sobre la cara superior 4 de la carcasa de herramienta 3.
El vacío aplicado puede controlarse por medio de un indicador de presión 28 y proporciona una distribución uniforme de la resina líquida y una humectación uniforme de las esterillas de fibras, las placas de fibras o los recubrimientos de tejido de fibras.
45 Después del calentamiento y atemperado de la herramienta 1 durante un tiempo de proceso predeterminado, la herramienta 1 puede retirarse del horno y enfriarse adicionalmente. Después de un tiempo de endurecimiento suficiente, el componente 2 puede retirarse y, eventualmente, examinarse en su calidad antes de que se le asigne a su uso ideado.
50 Para comprobar la calidad pueden preverse zonas de muestras 18 (véase la figura 1) que se retiran del componente reforzado con fibra 2 terminado para comprobar allí la calidad del componente fabricado y/o suministrarlas a un almacén para poder examinar aun eventualmente las muestras correspondientes en un momento posterior.
55 La figura 2 muestra una vista en perspectiva desde abajo de la herramienta 1 según la invención. Como puede apreciarse claramente, la herramienta 1 presenta en la cara inferior 5 una estructura de nervaduras 6, que comprende aquí un gran número de nervaduras de refuerzos 7 que son aproximadamente perpendiculares uno a otro y que sobresalen de la cara inferior 5 de la herramienta 1 hacia abajo en dirección aproximadamente vertical.
60 Aquí existe en el ejemplo de realización una estructura rectangular 10 de las nervaduras de refuerzo 7. En otras configuraciones, la estructura de nervaduras 7 puede presentar también una estructura de superficie que se diferencia de los rectángulos. Por ejemplo, es posible realizar también la estructura de nervaduras 6 en forma alveolar o triangular, cuadrada, pentagonal o hexagonal, de modo que los recorridos de las nervaduras de refuerzo individuales 7 no sólo corten de forma rectangular, como se muestra en la figura 2, sino bajo ángulos de cualquier
65 clase.
Las nervaduras de refuerzo 7 están conformadas en la herramienta 1 y configuradas de una sola pieza con ella de modo que se presente un material homogéneo. Esto se consigue porque los segmentos individuales 11 de la herramienta se funden primero en un procedimiento de fundición y, a continuación, tanto en la cara superior 4 como también en la cara inferior 5 se mecanizan posteriormente con arranque de virutas para fabricar la estructura de superficie deseada.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva desde abajo de un segmento tubular 29 a partir del cual se fabrica un segmento 11 de la herramienta 1 por medio de un mecanizado de arranque de virutas. La estructura tubular 21 de la cara inferior 5 presenta aquí unas prolongaciones cilíndricas 22 y unas almas de unión 30, a partir de las cuales se forman las nervaduras de refuerzo individuales 7 en un paso de mecanización siguiente. Para evitar la formación de inclusiones de aire u otras formaciones defectuosas en la pieza de fundición, se calcula exactamente de antemano la forma de la pieza de fundición y se funde una estructura que contiene completamente las nervaduras de refuerzo 7, mientras que al mismo tiempo se descartan en muy amplio grado las formaciones defectuosas.
Por medio del mecanizado de arranque de virutas de la cara inferior 5 y de la cara superior 4 de los segmentos tubulares 29 se originan los segmentos 11 que presentan las estructuras de superficie deseadas en la cara superior 4 y la estructura de nervaduras deseada 6 en la cara inferior 5. En este caso, en particular, un espesor de pared 8 de las nervaduras de refuerzo 7 y de la carcasa de herramienta 3 se mantiene constante en muy amplio grado en toda la superficie del segmento 11. El espesor de pared asciende en un caso de realización especial a aproximadamente diez milímetros, pudiendo ascender un diámetro de un segmento a uno, dos, tres o incluso cuatro metros, de modo que pueden fabricarse segmentos 11 de gran superficie que presentan sólo un espesor de pared reducido y, a pesar de ello, una estabilidad de forma elevada. Por medio de la unión de varios segmentos 11 puede fabricarse una herramienta mucho mayor todavía.
Para unir varios segmentos 11 formando una herramienta 1, los segmentos se unen uno con otro en la línea de unión por medio de una costura de soldadura 12 que se genera con un procedimiento de soldadura por láser.
En la cara inferior 5 de la herramienta 1 están previstos a los largo de la línea de contacto unos cantos de fijación 23 en los dos segmentos 11, que están previstos para unir fijamente los dos segmentos 11. Los dos segmentos 11 se mantienen en posición uno con respecto a otro por medio de pasadores de ajuste 14, mientras que se logra un arrastre de forma con ayuda de tornillos 13. Por el contrario, la costura de soldadura 12 en la cara superior 4 sirve esencialmente no para la fijación de los dos segmentos 11, sino para garantizar una hermeticidad al vacío durante la fabricación de los componentes reforzados con fibra 12. Por lo demás, podría succionarse aire durante la puesta bajo vacío a través de una rendija entre los dos segmentos 11, lo que podría llevar a una calidad insuficiente de los componentes reforzados con fibra fabricados 2.
Para influir de manera selectiva sobre una dilatación local de la carcasa de herramienta 3, la altura 9 de las nervaduras de refuerzo 7 y su distancia 31 a la nervadura de refuerzo más próxima pueden adaptarse localmente de manera correspondiente. Gracias a una altura mayor 9 se reduce localmente la dilatación térmica, mientras que por medio de una altura menor 9 o por medio de una distancia mayor 31 aumenta la dilatabilidad local.
Mediante una estructura de nervaduras adecuada 6 con espesores de pared 8 correspondientes y alturas 9 correspondientes de las nervaduras 7 puede ajustarse la dilatabilidad deseada en toda la superficie de la carcasa de herramienta 3. Además, gracias a un cálculo previo de la dilatación térmica por medio de un Modelo de Elementos Finitos (FEM) se hace un cálculo previo exacto del modelo CAD y su dilatación térmica, de modo que se pueden tener en cuenta de antemano las dilataciones térmicas resultantes a través de la herramienta 1, con lo que la carcasa de herramienta 3 presenta un contorno de superficie deseado a una temperatura de proceso definida.
En la figura 6 está representado el contorno de un componente reforzado con fibra 2 en función del radio. El recorrido 26 de la altura en función del radio corresponde aquí casi a las especificaciones ideales. La curva 27 muestra la desviación local. Aquí, en un ejemplo de realización concreto, con un radio de aproximadamente un metro, la desviación máxima respecto de la línea ideal asciende a menos de 0,4 milímetros, de modo que se pueden fabricar componentes 2 reforzados con fibra altamente exactos.
Lista de símbolos de referencia
1 Herramienta
2 Componente reforzado con fibra
3 Carcasa de herramienta
4 Cara superior
5 Cara inferior
6 Estructura de nervaduras
7 Nervaduras de refuerzo
8 Espesor de pared
9 Altura
10 Estructura rectangular 11 Segmentos 12 Costura de soldadura 13 Tornillo 14 Pasador de ajuste
5 15 Zona de borde 16 Acanaladura de alojamiento 17 Lámina de proceso 18 Zona de muestras 19 Anilla
10 20 Alma 21 Estructura tubular 22 Prolongación cilíndrica 23 Canto de fijación 24 Entrada de resina
15 25 Salida de aire 26 Recorrido 27 Desviación 28 Indicador de presión 29 Segmento tubular
20 30 Almas de unión 31 Distancia
Claims (13)
- REIVINDICACIONES1. Herramienta (1) para fabricar componentes (2) reforzados con fibra, que comprende una carcasa de herramienta(3) con una cara superior (4) para conformar el componente (2) reforzado con fibra y con una cara inferior (5), caracterizada porque la carcasa de herramienta (3) que está fabricada en un procedimiento de fundición, y que consiste en por lo menos dos segmentos (11) está configurada de forma dimensionalmente estable, para lo cual la carcasa de herramienta (3) presenta una estructura de nervaduras conformada en la cara inferior.
-
- 2.
- Herramienta (1) según la reivindicación 1, caracterizada porque la estructura de nervaduras (6) comprende una pluralidad de nervaduras de refuerzo (7), que presentan el mismo coeficiente de dilatación térmica que la carcasa de herramienta (3) y que en particular son esencialmente del mismo material.
-
- 3.
- Herramienta (1) según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la estructura de nervaduras (6) está configurada de una sola pieza con la carcasa de herramienta (3).
-
- 4.
- Herramienta (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa de herramienta (3) es de fundición y es posteriormente mecanizada por ambas caras y, en particular, consiste en acero fundido.
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- 5.
- Herramienta (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque un espesor de pared (8) de la carcasa de herramienta (3) y de las nervaduras de refuerzo (7) es constante esencialmente en toda la carcasa de herramienta (3).
-
- 6.
- Herramienta (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el espesor de pared (8) de la carcasa de herramienta (3) es inferior a 30 mm y, en particular, está comprendido entre aproximadamente 5 mm y 20 mm, presentando preferentemente una altura (9) de las nervaduras de refuerzo (7) comprendida entre 5 mm y 100 mm.
-
- 7.
- Herramienta (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque una estructura (10) de las nervaduras de refuerzo (7) está configurada en forma rectangular, redondeada, triangular, poligonal o alveolar.
-
- 8.
- Herramienta (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la carcasa de herramienta (3) consiste por lo menos en uno o varios segmentos separados (11), que en particular están unidos entre sí de forma hermética al aire y preferentemente de forma hermética al vacío.
-
- 9.
- Herramienta (1) según la reivindicación 8, caracterizada porque los segmentos (11) están soldados en la cara superior (4).
-
- 10.
- Herramienta (1) según la reivindicación 8 o 9, caracterizada porque los segmentos (11) están unidos entre sí en la cara inferior (5) en arrastre de forma.
-
- 11.
- Herramienta (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en una zona de borde (15) sobre la cara superior (4), está prevista una acanaladura de alojamiento (16), que sirve para alojar un canal de resina o un canal de vacío (17).
-
- 12.
- Procedimiento para fabricar una herramienta (1), en particular para fabricar componentes reforzados con fibra (2), en el que una carcasa de herramienta (3) es fabricada mediante un procedimiento de fundición, y en el que tanto la cara superior (4) prevista para conformar el componente reforzado con fibra (2), como la cara inferior opuesta (5) son mecanizadas tras el procedimiento de fundición, para formar una estructura de nervaduras (6) con una pluralidad de nervaduras de refuerzo en la cara inferior (5), con el fin de formar una carcasa de herramienta (3) dimensionalmente estable.
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- 13.
- Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la carcasa de herramienta (3) está formada por al menos dos segmentos separados (11), los cuales están soldados en la cara superior (4) y están unidos entre sí en la cara inferior (5) en arrastre de forma.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2139191A (en) * | 1937-06-26 | 1938-12-06 | Albert H Jung | Ingot mold |
US4086378A (en) * | 1975-02-20 | 1978-04-25 | Mcdonnell Douglas Corporation | Stiffened composite structural member and method of fabrication |
JPS57157708A (en) * | 1981-03-24 | 1982-09-29 | Honda Motor Co Ltd | Mold for molding synthetic resin on small scale |
JPS61283510A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-13 | Wako Seisakusho:Kk | 金型 |
US5746553A (en) * | 1996-04-08 | 1998-05-05 | The Boeing Company | Dual purpose lay-up tool |
JP3606411B2 (ja) * | 1996-07-10 | 2005-01-05 | 株式会社ブリヂストン | タイヤ加硫成型用金型およびその製造方法 |
US6007894A (en) * | 1997-07-10 | 1999-12-28 | Mcdonnell Dougal Corporation | Quasi-isotropic composite isogrid structure and method of making same |
DE19900950C1 (de) * | 1999-01-13 | 2000-05-31 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum schrittweisen Optimieren eines Formwerkzeuges |
US6378836B1 (en) * | 1999-10-12 | 2002-04-30 | Ucar Carbon Company, Inc. | Lay-up mold |
DE10013409C1 (de) | 2000-03-17 | 2000-11-23 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen mittels eines Injektionsverfahrens |
DE10022686A1 (de) * | 2000-04-28 | 2001-10-31 | Volkswagen Ag | Vorrichtung zur Herstellung einer Doppelslushhaut |
US6681543B2 (en) * | 2001-03-28 | 2004-01-27 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Vehicle molding and method for attaching the vehicle molding |
JP2003094443A (ja) * | 2001-07-16 | 2003-04-03 | Tokai Model:Kk | 成形型及びその製法 |
CA2436810C (en) * | 2002-08-08 | 2008-08-05 | Axel Siegfried Herrmann | Automated fabrication of an integral fiber reinforced composite structural component using a positioning and assembly support |
JP4503351B2 (ja) * | 2004-05-18 | 2010-07-14 | 三菱重工プラスチックテクノロジー株式会社 | 成形用金型 |
US7479201B1 (en) * | 2005-09-27 | 2009-01-20 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for fabricating rib-stiffened composite structures |
-
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