ES2490316T3 - Método para fabricar productos fabricados de material compuesto con una estructura sándwich de sección cerrada - Google Patents

Método para fabricar productos fabricados de material compuesto con una estructura sándwich de sección cerrada Download PDF

Info

Publication number
ES2490316T3
ES2490316T3 ES12163763.1T ES12163763T ES2490316T3 ES 2490316 T3 ES2490316 T3 ES 2490316T3 ES 12163763 T ES12163763 T ES 12163763T ES 2490316 T3 ES2490316 T3 ES 2490316T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
core
core segments
temperature
layers
forming tool
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.)
Active
Application number
ES12163763.1T
Other languages
English (en)
Inventor
Ruggero Pitzolu
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.)
Alenia Aermacchi SpA
Original Assignee
Alenia Aermacchi SpA
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
Application filed by Alenia Aermacchi SpA filed Critical Alenia Aermacchi SpA
Application granted granted Critical
Publication of ES2490316T3 publication Critical patent/ES2490316T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/86—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • B29C70/865—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding completely encapsulated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Método de fabricación de un producto con una estructura sándwich de sección cerrada, que comprende un núcleo (15) de material ligero rodeado por una carcasa de material compuesto, comprendiendo el método las siguientes etapas: - proporcionar un aparato de curado de moldes coincidentes (10) que define una cavidad de moldeo y que comprende al menos una herramienta de formación inferior (11) y al menos una herramienta de formación superior (12); - estratificar en la herramienta de formación inferior (11) un primer conjunto de capas superpuestas (16) de material compuesto termoendurecible, reforzado con fibra, curable, en una condición no curada; - estratificar en la herramienta de formación superior (12) un segundo conjunto de capas superpuestas (26) de material compuesto termoendurecible, reforzado con fibra, curable, en una condición no curada; - proporcionar una pluralidad de segmentos de núcleo (15a-15d), fabricados de bloques (15') de espuma de celda cerrada adecuados para formar juntos el núcleo (15) del producto; - poner los segmentos de núcleo (15a-15d) adyacentes entre sí en dicho primer conjunto de capas (16) en al menos una dirección predeterminada (x), en el que los segmentos de núcleo están sobredimensionados, cuando se consideran en un plano transversal a dicha dirección predeterminada, por un espesor predeterminado con respecto al tamaño nominal determinado por la cavidad de moldeo en la condición cerrada, menos el espesor del primer (16) y segundo (26) conjuntos de capas compuestas; - poner la herramienta de formación superior (12) con el segundo conjunto de capas (26) sobre los segmentos de núcleo (15a-15d), sin cerrar completamente el molde coincidente (10, 11, 12); - aplicar inicialmente una temperatura controlada de modo que permita la deformación plástica de los segmentos de núcleo (15a-15d), en el que la etapa de aplicar temperatura incluye una etapa de calentamiento controlado sin aplicar presión en el aparato de curado, hasta que la temperatura alcanza una temperatura predeterminada no inferior a un 75 % y que no exceda un 100 % del punto de reblandecimiento del material de espuma de celda cerrada que constituye los segmentos de núcleo (15a-15d); - a continuación, aplicar temperatura y presión para provocar el cierre completo del molde coincidente (10, 11, 12) y el curado de la matriz de resina termoendurecible de las capas estratificadas (16, 26).

Description

E12163763
06-08-2014
DESCRIPCIÓN
Método para fabricar productos fabricados de material compuesto con una estructura sándwich de sección cerrada
5 La presente invención se refiere a la fabricación de productos con una estructura sándwich de sección cerrada, que comprende un núcleo de material ligero rodeado por una carcasa o piel de material compuesto, típicamente resina de carbono. Se pretende usar la invención, en particular pero no exclusivamente, en el sector de construcción de aviones, por ejemplo, para la fabricación de superficies móviles tales como unidades de cola o partes de fuselaje y paneles en general de forma y tamaño variables. Más en general, la invención es aplicable a cualquier sector (por ejemplo, la industria de vehículos de motor) donde sea necesario tener piezas estructurales rígidas y ligeras.
En las aplicaciones más ampliamente usadas hasta la fecha, el núcleo está formado por una o más piezas fabricadas de material con forma de panal. El método de fabricación comienza con la estratificación de una capa de material compuesto termoendurecible, reforzado con fibra, curable, en una condición no curada; esta primera capa, que está 15 destinada a formar una parte de la carcasa externa del producto, se estratifica sobre una herramienta de formación inferior de un aparato de curado de moldes coincidentes formada de modo que se imparte una forma predefinida a la capa compuesta. A continuación, se pega un bloque, aún no conformado, de material con forma de panal en la parte superior de la capa estratificada y se transfiere el montaje a una autoclave para realizar el curado de la capa inferior de material compuesto. Una vez que se ha realizado el curado, el cuerpo que comprende el material con forma de panal y la capa curada se transfiere a una unidad de mecanizado de control numérico de 5 ejes que trabaja la superficie del material con forma de panal que aún está expuesto, proporcionándole una forma predefinida. A continuación, el cuerpo se recoloca en la herramienta de formación inferior y se estratifica una segunda capa de material compuesto termoendurecible reforzado con fibra en una condición no curada sobre la superficie del bloque con forma de panal que se acaba de trabajar. Una herramienta de formación superior del aparato de curado se cierra sobre la parte superior de
25 la segunda capa estratificada y se realiza un segundo ciclo de curado dentro de la autoclave. Dependiendo de la complejidad de la forma del núcleo, se pueden requerir operaciones de maquinado adicionales, seguidas de la correspondiente transferencia a una autoclave para ciclos de curado adicionales.
El documento GB 1 185 510 divulga un método de fabricación de una pala de rotor que tiene una carcasa de plástico sintético reforzado con fibras de vidrio que rodea un núcleo de plástico expandido o espumado rígido. El método comprende proporcionar un aparato de moldes coincidentes que define una cavidad de moldeo y que comprende una herramienta de formación inferior y una herramienta de formación superior. La pala de rotor se forma a partir de mitades de carcasa de plástico sintético reforzado con fibras de vidrio, cada una ajustada en una de las dos herramientas de formación. El núcleo de plástico, inicialmente sobredimensionado, se ajusta entre las mitades de carcasa, dejando un
35 hueco entre las herramientas de formación superior e inferior. Las herramientas de formación se calientan por medio de alambres de calentamiento eléctrico, provocando que el núcleo se ablande, lo que permite que el molde se cierre. Un borde del núcleo está provisto de una capa impregnada de resina sintética de tejido de refuerzo.
El objetivo de la invención es fabricar productos del tipo analizado anteriormente de manera sencilla, rápida y económica, usando un equipo que sea menos costoso que el usado convencionalmente. En particular, el objetivo es proporcionar productos con una forma y tamaño muy precisos, pero sin tener que hacer uso de máquinas de control numérico de gran tamaño que sean desfavorables desde un punto de vista del coste. El objetivo también es simplificar las operaciones de manejo y transferencia dentro de la planta de producción.
45 Este objetivo, junto con otros objetivos y ventajas, que se entenderán más claramente a continuación, se logran de acuerdo con la invención por un método como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Un modo de realización preferente pero no limitante del método de acuerdo con la invención se describirá ahora con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 es una vista esquemática en sección horizontal de un aparato de curado de moldes coincidentes en la condición cerrada para el moldeo en una autoclave, teniendo la carcasa compuesta de un producto un núcleo fabricado de material ligero;
55 la figura 2 es una vista esquemática en sección transversal, a mayor escala, a lo largo de la línea II-II de la figura 1; y
la figura 3 es una vista esquemática en perspectiva de una etapa para el corte de un bloque de material ligero para obtener uno de los segmentos que forman el núcleo del producto de acuerdo con las figuras 1 y 2.
Con referencia inicialmente a las figuras 1 y 2, 10 indica un aparato de curado del tipo conocido per se, que comprende un molde inferior 11 y un contramolde superior 12 (conociéndose per se los dos moldes como "molde coincidente") que juntos definen una cavidad de moldeo que puede impartir una forma externa final dada a un producto o una pieza estructural 14 por medio de la aplicación simultánea de presión y temperatura, en particular, pero no exclusivamente, dentro de una autoclave. La pieza estructural 14, en este ejemplo una superficie de control de un avión, tiene una 65 estructura de sándwich de sección cerrada con un núcleo de espuma ligero 15 que está rodeado por una carcasa o piel 16 de resina de carbono u otro material compuesto termoendurecible, reforzado con fibra, curable, independientemente
E12163763
06-08-2014
de si es de tipo largo o corto.
En una primera etapa del método, se estratifican una serie de capas o pieles superpuestas de material compuesto fresco 16 en la herramienta inferior 11, depositando, por ejemplo, sucesivamente tejidos o fibras unidireccionales 5 (típicamente fibras de carbono) preimpregnados con resina termoendurecible no curada, de acuerdo con métodos conocidos que no se tienen que describir en detalle aquí.
Para producir el núcleo 15, se proporcionan una pluralidad de segmentos de núcleo consecutivos 15a-15d y se colocan adyacentes entre sí en una dirección "x" que se define aquí como longitudinal, en la parte superior de la capa inferior fresca 16. En toda la presente descripción y en las reivindicaciones, se debe entender que los términos y expresiones que indican posiciones y direcciones, tales como "longitudinal" y "transversal" se refieren a la dirección "x". Expresiones tales como "interno", "externo", "superior" o "inferior" en cambio, se refieren al aparato de moldeo.
En otras palabras, el núcleo 15 se divide en y se forma por el conjunto de segmentos de núcleo 15a-15d que tienen en
15 este ejemplo la forma de bloques prismáticos alineados en la dirección "x". La forma deseada se imparte a los segmentos de núcleo cortando los bloques (en este caso paralelepípedos) de espuma de celda cerrada. A modo de ejemplo, los siguientes materiales se pueden considerar como adecuados para este propósito: Klegecell® TR o Divinycell® HT fabricado por la compañía DIAB o alternativamente Rohacell Type A o WF.
Uno de estos bloques de espuma, que tiene en este ejemplo una forma de paralelepípedo, se indica por 15’ en la figura
3. Para realizar el corte del bloque, es conveniente el uso de una herramienta con un alambre tenso redondo fino diamantado 20. De forma alternativa, dependiendo del tipo de espuma preseleccionada, puede ser preferente el uso de una herramienta de corte de alambre caliente.
25 Los bloques 15’ se obtienen a partir de un bloque inicial (no mostrado) que se divide por tanto inicialmente en varios bloques 15’ que tiene cada uno una dimensión máxima predefinida dependiendo del producto que se fabrique; ventajosamente se eligen las dimensiones de modo que se garantice la configuración dividida definida durante la fase de diseño y se facilite el manejo y el transporte manual de los bloques individuales. Se mantiene cada bloque 15’ (figura 3) entre un par de plantillas laterales 18a, 18b que cada una reproduce el perfil o la forma 19a, 19b de los dos extremos respectivos de los segmentos de núcleo.
Las plantillas también actúan como guías de control para trazar el corte de los bloques para proporcionarles una forma correspondiente a la de una porción de la cavidad de moldeo, situada entre la herramienta inferior y la herramienta superior. El alambre diamantado que realiza el corte vibra alternativamente en dirección perpendicular a las plantillas y
35 por tanto, en una dirección sustancialmente paralela a la dirección longitudinal "x" del núcleo.
Los perfiles 19a, 19b de las plantillas 18a, 18b tienen dimensiones que son ligeramente mayores en relación con las dimensiones nominales predefinidas, es decir, el espacio libre dentro de la cavidad de moldeo definida entre las partes 11 y 12 del aparato de moldes coincidentes 10. En otras palabras, las plantillas 18a, 18b definen contornos (o formas o perfiles) 19a, 19b que tienen formas que corresponden a secciones transversales de la cavidad de moldeo, pero dimensiones ligeramente mayores que las denominadas "recorte neto" y cavidad de moldeo, como se indica a continuación en el presente documento.
La medida de las dimensiones mayores o el sobredimensionamiento de los segmentos de núcleo con respecto al molde
45 depende de una serie de factores, el primero y más importante es el tipo de espuma, su densidad y su punto de reblandecimiento. Esta última expresión se entiende que se refiere a la temperatura de "moldeabilidad", es decir, la temperatura nominal a la que se puede deformar plásticamente cada tipo de espuma. También es necesario tener en cuenta el tamaño del molde considerado en el sentido de abertura y cierre, la temperatura y la presión de curado de la autoclave. La capa de margen o de exceso de los segmentos de núcleo se puede proporcionar igualmente bien sobre el lado superior o sobre el lado inferior de los segmentos o en ambos lados. Los estudios preliminares llevados a cabo por el solicitante han demostrado que se pueden obtener excelentes resultados, en términos de precisión del producto terminado, si los segmentos de núcleo están sobredimensionados, cuando se consideran en planos transversales o perpendiculares a la dirección "x", en aproximadamente 0,2-1,5 mm con respecto al denominado "recorte neto". Esta última expresión indica el tamaño nominal determinado por la cavidad de moldeo en la condición cerrada, menos el
55 espesor de las capas del material compuesto que rodea el núcleo. La invención no está limitada al intervalo específico y óptimo mencionado anteriormente.
A continuación, se recubren los segmentos de núcleo 15a-15d con una capa 21 de adhesivo de expansión en los bordes de las esquinas (usando métodos conocidos per se), en las zonas más finas y en las superficies que se enfrentan a segmentos adyacentes. El adhesivo de expansión tiene la función de garantizar que en todas las zonas de la cavidad de moldeo la presión del material sea sustancialmente uniforme y en cualquier caso adecuada y también de asegurar que cualquier hueco o vacío (por ejemplo, debido a roturas en las zonas periféricas más finas del núcleo) esté lleno de material, para obtener la forma final del producto de acuerdo con los requisitos de diseño. Además, las cavidades entre dos segmentos consecutivos se llenan con adhesivo de expansión que, una vez ha tenido lugar el endurecimiento, dará
65 lugar a particiones transversales espaciadas longitudinalmente 24. Por ejemplo, como resinas de expansión se pueden usar los productos SynSpand 9899 y SynSpand 9890 distribuidos comercialmente por la compañía Henkel.
E12163763
06-08-2014
De acuerdo con un modo de realización preferente, se depositan los segmentos de núcleo sobre la herramienta inferior, poniéndolos en contacto con una parte de los segmentos que no se ha sobredimensionado o con que tiene un sobredimensionamiento mínimo en comparación con los otros lados. De esta forma, los segmentos pueden descansar
5 mejor dentro del molde en un lado en el que cualquier ajuste imperfecto entre las superficies de dos segmentos adyacentes sea mínimo.
Al mismo tiempo que o después de la estratificación del material compuesto 16 sobre la herramienta inferior, también se estratifica una serie de capas o pieles superpuestas de material compuesto 26 que comprenden resina termoendurecible reforzada con fibra curable en una condición no curada, sobre la herramienta superior 12 usando los mismos métodos adoptados para las capas inferiores.
Por lo tanto, después de colocar en el molde o herramienta inferior 11, los segmentos de núcleo adecuadamente recubiertos con el adhesivo de expansión, se coloca el molde superior 12 con las capas estratificadas superiores 26 en
15 la parte superior de los segmentos de núcleo. Las partes diferentes del aparato de moldes coincidentes se unen entre sí de forma precisa por medio de pasadores de centrado ahusados 17. Debido al sobredimensionamiento mencionado anteriormente, el molde no se puede cerrar totalmente y ajustarse entre sí en esta fase.
A continuación se aplica una bolsa de vacío 22 con una cinta de sellado periférica 23 de manera convencional per se y se coloca el molde dentro de una autoclave para el curado. De forma ventajosa, se realiza un único ciclo de curado para producir el curado de toda la carcasa de material compuesto y, por tanto, tanto de la parte superior como de la parte inferior. El uso de una autoclave no es indispensable para la aplicación de las temperaturas y presiones necesarias para el curado; el método se puede implementar igualmente bien usando moldes calentables colocados bajo una prensa.
25 El ciclo de curado debe proceder a través de una serie de etapas predefinidas dependiendo del tipo de espuma. Inicialmente, se realiza una etapa de calentamiento sin la aplicación de presión. La etapa de calentamiento prevé aumentos de gradiente térmico (por ejemplo, 5 ºC/min) hasta una temperatura cercana a un valor de temperatura no menor de un 75 % y no mayor de un 100 % del denominado punto de reblandecimiento (o temperatura de "moldeabilidad") que depende del tipo de espuma. En general, el aumento debe ser suficientemente lento para no dañar la espuma ni provocar un curado prematuro de la resina.
Cuando se alcanza la condición de reblandecimiento (o moldeable) mencionada anteriormente, sigue una etapa en la que se mantiene constante la temperatura, con la aplicación controlada de presión regulada por la autoclave con un aumento, por ejemplo, de 1 bar/cada 5 minutos hasta que se alcanza una presión constante predeterminada, por
35 ejemplo de 2-10 bar, en base a las propiedades mecánicas de la espuma que forma el núcleo. La presión aplicada gradualmente durante esta etapa provoca una deformación plástica de la espuma, con un incremento consecuente en la densidad de los segmentos de núcleo, en particular en las zonas en las que los segmentos tienen mayores dimensiones.
La misma presión ejercida por la autoclave, o por la prensa actuando sobre el aparato de curado provoca el cierre del molde.
Esto es seguido de una pausa a una temperatura y presión sustancialmente constantes para permitir el curado de la resina. Finalmente, se puede realizar el enfriamiento con una pendiente preferentemente lenta (por ejemplo de 1 ºC/min)
45 hasta que se alcance dos tercios del punto de reblandecimiento de la espuma. La elección de la resina y los adhesivos que se van a usar debe estar relacionada con el tipo de espuma de modo que la resina tenga un grado de viscosidad que permita que se trabaje cuando se alcance la temperatura de reblandecimiento de la espuma. En otras palabras, el tiempo de gelificación de la resina debe ser mayor que el tiempo que requiere la espuma para alcanzar su punto de reblandecimiento, o al menos cerca de un 70-80 % del mismo, para que no se cure de forma prematura la resina. Los diferentes tipos de espuma y de resina requieren en cada caso una aplicación diferente y apropiada de los valores de presión y temperatura.
Como se puede apreciar, el método permite la fabricación de productos con un alto grado de precisión dimensional sin el uso de un aparato de control numérico costoso, pero haciendo uso de la naturaleza moldeable del material que forma
55 el núcleo para obtener la forma geométrica deseada determinada de forma precisa por el molde y el contramolde del aparato de curado.
Con respecto a la técnica anterior que usa máquinas de control numérico para la fabricación del núcleo, con la presente invención es posible lograr una reducción considerable en la cantidad de tiempo requerido puesto que ya no se requiere realizar comprobaciones dimensionales largas y costosas al final de la fabricación del núcleo.
Si se va a usar una autoclave, el método requiere una única etapa de autoclave, minimizando de este modo las operaciones de transferencia dentro de la planta industrial.
65 La división del núcleo en segmentos con un tamaño manejable facilita el trabajo de los operarios y prescinde de la necesidad de un equipo especial para mover núcleos de un única pieza voluminosos convencionales dentro de la planta
E12163763
06-08-2014
Por ejemplo, se puede preparar una unidad de cola de avión con una longitud de al menos 5 metros montando segmentos de núcleo, cada uno con una longitud de aproximadamente 0,5 metros. Las pruebas de ensayo llevadas a cabo muestran que con la invención es posible reducir la cantidad de tiempo requerido aproximadamente en un 40 % en comparación con un proceso convencional del tipo mencionado en la introducción.
5 El incremento en la densidad que se obtiene en las zonas de núcleo que están inicialmente sobredimensionadas da como resultado un incremento en las propiedades mecánicas del núcleo que será ventajosamente más rígido en las zonas periféricas inmediatamente adyacentes a la carcasa de material compuesto. Estas zonas, en la interfaz con las capas externas del material compuesto, son, de hecho, las partes del núcleo que están más expuestas a fuerzas de
10 cizalladura. Por lo tanto, su refuerzo incrementa la fuerza estructural global del producto.
Otra ventaja proporcionada por la presente invención consiste en el hecho de que no se requiere una precisión particularmente alta para realizar el corte de bloques para obtener los segmentos de núcleo. Más en particular, no es indispensable que el incremento de las dimensiones o el sobredimensionamiento de los segmentos de núcleo sea 15 constante o uniforme en la totalidad de su zona periférica. Debido al hecho de que los segmentos de núcleo se deben formar (y, por tanto, cortar) sobredimensionados, también se puede usar cualquier segmento de núcleo cortado de tal modo que exceda localmente el sobredimensionado predefinido sin la necesidad de mecanizado adicional, puesto que se elimina la espuma en exceso de las dimensiones nominales haciendo uso de la capacidad de la espuma para deformarse plásticamente bajo la acción de la presión y temperatura aplicadas. Se puede realizar ventajosamente el
20 corte de los segmentos de núcleo de una manera relativamente aproximada, de forma rápida y con la ayuda de unos aparatos que son considerablemente menos costosos que los usados hasta el momento, como se analiza en la parte introductoria de la presente descripción.
Para evitar que los segmentos de núcleo se corten con las zonas superficiales que tienen dimensiones más pequeñas
25 que las dimensiones nominales, es suficiente elegir una máquina de corte con una tolerancia menor que el sobredimensionado que se predetermina dependiendo del tipo de espuma.
Se entiende que la invención no está limitada al modo de realización particular descrito e ilustrado aquí, que se debe considerar como un ejemplo de producción. La invención se puede someter a modificación en términos de formas, 30 dimensiones, disposición de las partes, materiales usados y métodos de aplicación de la temperatura y presión en una autoclave, para fabricar virtualmente cualquier producto con una estructura sándwich de sección cerrada que tiene un núcleo de material ligero rodeado por una carcasa de material compuesto. Por ejemplo, la división del núcleo, es decir, su subdivisión en un número mayor (o más pequeño) de segmentos que son más pequeños (o más grandes) en longitud, puede variar dependiendo de la forma y dimensiones del núcleo, su complejidad, su variación a lo largo de la
35 dirección "x", y el grado de precisión dimensional que se debe lograr. Se pueden proporcionar varios pares de plantillas con las formas correspondientes para cortar segmentos de núcleo de acuerdo con los requisitos de diseño particulares. Finalmente, dependiendo de la forma y las dimensiones del producto, se pueden disponer los segmentos de núcleo adyacentes entre sí en más de una dirección predeterminada, por ejemplo en forma de dos o más grupos de líneas rectas paralelas, por ejemplo en una disposición de rejilla.

Claims (10)

  1. E12163763
    06-08-2014
    REIVINDICACIONES
    1. Método de fabricación de un producto con una estructura sándwich de sección cerrada, que comprende un núcleo
    (15) de material ligero rodeado por una carcasa de material compuesto, comprendiendo el método las siguientes etapas:
    5 -proporcionar un aparato de curado de moldes coincidentes (10) que define una cavidad de moldeo y que comprende al menos una herramienta de formación inferior (11) y al menos una herramienta de formación superior (12);
    -estratificar en la herramienta de formación inferior (11) un primer conjunto de capas superpuestas (16) de material compuesto termoendurecible, reforzado con fibra, curable, en una condición no curada;
    -estratificar en la herramienta de formación superior (12) un segundo conjunto de capas superpuestas (26) de material compuesto termoendurecible, reforzado con fibra, curable, en una condición no curada;
    15 -proporcionar una pluralidad de segmentos de núcleo (15a-15d), fabricados de bloques (15’) de espuma de celda cerrada adecuados para formar juntos el núcleo (15) del producto;
    -poner los segmentos de núcleo (15a-15d) adyacentes entre sí en dicho primer conjunto de capas (16) en al menos una dirección predeterminada (x), en el que los segmentos de núcleo están sobredimensionados, cuando se consideran en un plano transversal a dicha dirección predeterminada, por un espesor predeterminado con respecto al tamaño nominal determinado por la cavidad de moldeo en la condición cerrada, menos el espesor del primer (16) y segundo (26) conjuntos de capas compuestas;
    -poner la herramienta de formación superior (12) con el segundo conjunto de capas (26) sobre los segmentos de núcleo 25 (15a-15d), sin cerrar completamente el molde coincidente (10, 11, 12);
    -aplicar inicialmente una temperatura controlada de modo que permita la deformación plástica de los segmentos de núcleo (15a-15d), en el que la etapa de aplicar temperatura incluye una etapa de calentamiento controlado sin aplicar presión en el aparato de curado, hasta que la temperatura alcanza una temperatura predeterminada no inferior a un 75 % y que no exceda un 100 % del punto de reblandecimiento del material de espuma de celda cerrada que constituye los segmentos de núcleo (15a-15d);
    -a continuación, aplicar temperatura y presión para provocar el cierre completo del molde coincidente (10, 11, 12) y el curado de la matriz de resina termoendurecible de las capas estratificadas (16, 26).
    35
  2. 2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa posterior de aplicación de temperatura y presión incluye las etapas de:
    -aplicar gradualmente presión en el aparato de curado hasta que la presión alcance un nivel de presión predeterminado, dando como resultado el cierre completo del molde coincidente, y
    -después de alcanzar ese nivel de presión predeterminado, mantener esa presión sustancialmente constante.
  3. 3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la temperatura se mantiene sustancialmente constante durante
    45 dichas etapas en las que se aplica gradualmente la presión y a continuación mantener al nivel de presión predeterminado.
  4. 4.
    Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa de curado de la matriz de resina termoendurecible de las capas estratificadas (16, 26) implica la aplicación de la presión y temperatura constantes y en el que dicha etapa de curado está seguida de una etapa de enfriamiento controlado final hasta que se alcanza una temperatura que corresponde a aproximadamente dos tercios del punto de reblandecimiento de la espuma que constituye el núcleo.
  5. 5.
    Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se elige la matriz de resina termoendurecible de las capas estratificadas (16, 26) para que tenga un tiempo de gelificación no menor de un 70 % del
    55 tiempo que tarda la espuma en alcanzar el punto de reblandecimiento, para evitar el curado prematuro de la matriz de resina.
  6. 6.
    Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que a los segmentos de núcleo se les da la forma deseada cortando bloques de espuma de celda cerrada (15‘).
  7. 7.
    Método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que se mantiene cada bloque de espuma entre un par de plantillas laterales (18a, 18b) que reproducen cada una el perfil (19a, 19b) de uno de los dos extremos respectivos de un segmento de núcleo (15a-15d).
    65 8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que se cortan los bloques (15’) por un alambre (20) tensado en una dirección perpendicular a las plantillas y, por tanto, en una dirección sustancialmente paralela a dicha dirección
    6
    E12163763
    06-08-2014
    predeterminada (x).
  8. 9. Método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que se realiza el corte por una máquina de corte que tiene una
    tolerancia menor que el sobredimensionado que se predetermina dependiendo del tipo de espuma de celda cerrada que 5 constituye los segmentos de núcleo.
  9. 10. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que ponen los segmentos de núcleo (15a-15d) en la herramienta de formación inferior (11), poniéndolos en contacto con una parte de los segmentos que no se ha sobredimensionado o que tiene un sobredimensionamiento mínimo en comparación con los otros lados de los
    10 segmentos de núcleo.
  10. 11. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sobredimensionado de los segmentos de núcleo con respecto a dicho tamaño nominal está entre aproximadamente 0,2 mm y aproximadamente 1,5 mm.
    7
ES12163763.1T 2011-04-12 2012-04-11 Método para fabricar productos fabricados de material compuesto con una estructura sándwich de sección cerrada Active ES2490316T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT000332A ITTO20110332A1 (it) 2011-04-12 2011-04-12 Procedimento per la fabbricazione di manufatti in materiale composito con struttura a sandwich a sezione chiusa
ITTO20110332 2011-04-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2490316T3 true ES2490316T3 (es) 2014-09-03

Family

ID=44120438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES12163763.1T Active ES2490316T3 (es) 2011-04-12 2012-04-11 Método para fabricar productos fabricados de material compuesto con una estructura sándwich de sección cerrada

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120261856A1 (es)
EP (1) EP2511082B1 (es)
ES (1) ES2490316T3 (es)
IT (1) ITTO20110332A1 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3037523B1 (fr) * 2015-06-16 2017-12-22 Conseil & Technique Procede d'obtention d'une piece en materiau composite
US11097453B2 (en) 2017-10-23 2021-08-24 Neuvotec, Llc Hinge mold process for creating structural forms and shapes
FR3105070B1 (fr) * 2019-12-19 2022-10-14 Safran Nacelles Outillage pour la fabrication d’éléments ajourés tels que des grilles pour nacelle d’aéronef et procédé utilisant un tel outillage
CN113183485B (zh) * 2021-04-13 2022-11-11 中国航空制造技术研究院 一种用于复合材料内部加筋结构盒式肋的成型工装及方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1185510A (en) * 1967-08-08 1970-03-25 Boelkow Gmbh Method of Manufacturing a Rotor Blade.
US3544675A (en) * 1967-09-27 1970-12-01 Tainer Tech Corp Forming skins on plastic cellular material
US3873654A (en) * 1973-03-05 1975-03-25 Robert G Smith Process of forming a rigid foam airfoil section
US4292101A (en) * 1979-03-05 1981-09-29 Reichert James B Method of fabricating composite members
US5013512A (en) * 1985-02-19 1991-05-07 Malmstroem Sven E Method of manufacturing an elongated structural member
US4764238A (en) * 1985-08-23 1988-08-16 Grumman Aerospace Corporation Energy absorbing foam-fabric laminate
US4942013A (en) * 1989-03-27 1990-07-17 Mcdonnell Douglas Corporation Vacuum resin impregnation process
US5096384A (en) * 1990-07-27 1992-03-17 The Marley Cooling Tower Company Plastic fan blade for industrial cooling towers and method of making same
US5112663A (en) * 1991-04-22 1992-05-12 General Dynamics Corporation, Convair Division Method of manufacturing composite structures
US5904972A (en) * 1995-06-07 1999-05-18 Tpi Technology Inc. Large composite core structures formed by vacuum assisted resin transfer molding
US6119409A (en) * 1999-04-16 2000-09-19 Makar; Joseph Expanded structures and method for forming

Also Published As

Publication number Publication date
EP2511082A2 (en) 2012-10-17
ITTO20110332A1 (it) 2012-10-13
EP2511082A3 (en) 2012-11-07
EP2511082B1 (en) 2014-05-14
US20120261856A1 (en) 2012-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2894037T3 (es) Procedimiento para fabricar una pieza de material compuesto
ES2959369T3 (es) Tiras pultruidas
ES2329938T3 (es) Procedimiento de fabricacion de una pieza compuesta rtm y biela compuesta obtenida segun este procedimiento.
ES2444940T3 (es) Un procedimiento para reparar un miembro macizo compuesto de fibras
ES2490316T3 (es) Método para fabricar productos fabricados de material compuesto con una estructura sándwich de sección cerrada
ES2573496T3 (es) Molde compuesto maquinable
US10112322B2 (en) Negative mold comprising predefined foam blocks for casting a component and method for producing the negative mold
ES2404511T5 (es) Método y línea de fabricación para fabricar palas de aerogenerador
ES2387432B1 (es) Procedimiento para la fabricación de palas eólicas, palas para hélices, alas o estructuras similares y estructura en forma de pala obtenida mediante dicho procedimiento
ES2373059T3 (es) Herramienta de material compuesto para el moldeo de piezas cilíndricas.
RU2009103204A (ru) Способ изготовления конструктивного компонента из армированного волокнами композиционного материала, предназначенного для авиакосмической отрасли, формовочный стержень для изготовления такого компонента и конструктивный компонент, полученный этим способом и/или посредством этого стержня
ES2341828A1 (es) Dispositivo y procedimiento para la fabricacion de elementos de material compuesto.
ES2727473T3 (es) Procedimiento para fabricar componentes de vehículo/componentes estructurales a base de un material plástico y componente de vehículo o componente estructural fabricado de esa manera
ES2963699T3 (es) Método para fabricar una sección de pestaña de un alma de cizallamiento de pala de turbina eólica y un alma de cizallamiento de pala de turbina eólica
ES2959366T3 (es) Método de reducción de sección de una tira de material compuesto reforzada con fibra
EP3248763B1 (en) Method of constructing composite structures without tooling dams
ES2800600T3 (es) Método para fabricar estructuras huecas de refuerzo que se cortan entre sí
CN106926480B (zh) 一种复合材料多梁盒段共固化成型用梁模具组件
US9782939B2 (en) Method and mold for manufacturing fiber-reinforced plastic structure
JP2012066397A (ja) 繊維強化プラスチックの製造方法
ES2965172T3 (es) Método para fabricar una estructura monolítica en forma de caja en material compuesto para fuselajes y alas de aeronaves
CN106976253A (zh) 一种复合材料多梁盒段共固化成型工艺
ES2744401T3 (es) Procedimiento de fabricación de rellenos de material compuesto
WO2014099841A1 (en) Expandable mandrel and method of making hollow composite structures
US20090181586A1 (en) Surfboard and method and apparatus of manufacture