ES2924991T3 - Dispositivo de incidencia de aire, sistema y método para procesamiento térmico y consolidación - Google Patents

Abstract

Un sistema de consolidación y procesamiento térmico (100) incluye un conjunto superior (104), un conjunto inferior (102) y un dispositivo de impacto de aire (120). Al menos uno del conjunto superior o del conjunto inferior es un conjunto de cámara. El ensamblaje superior y el ensamblaje inferior son móviles entre sí entre una posición abierta donde el ensamblaje superior (104) y el ensamblaje inferior (102) están separados entre sí, y una posición cerrada donde el ensamblaje superior (104) y el ensamblaje conjunto inferior (102) están acoplados entre sí y forman una cámara cerrada para recibir una herramienta (106). El dispositivo de impacto de aire (120) está dispuesto al menos parcialmente en la cámara impelente y configurado para dirigir flujos forzados de aire (156) a la herramienta (106) cuando la herramienta se recibe en la cámara impelente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de incidencia de aire, sistema y método para procesamiento térmico y consolidación REFERENCIA CRUZADA

La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional US 62/294.976, presentada el 12 de febrero de 2016.

La presente solicitud está relacionada con la patente US 8.650.745, titulada "THERMAL PROCESSING AND CONSOLIDATION SYSTEM AND METHOD". La presente solicitud también está relacionada con la solicitud de patente US 2015/0375444 A1.

CAMPO TÉCNICO Y TÉCNICA ANTERIOR

La descripción está relacionada con un sistema y método de procesamiento térmico y consolidación según las reivindicaciones 1 y 7 y con un dispositivo de incidencia de aire para un sistema de procesamiento térmico y consolidación según la reivindicación 11.

De US 8 650 745 B2 se conoce un sistema de procesamiento térmico y consolidación que comprende un conjunto superior y un conjunto inferior, al menos uno del conjunto superior o el conjunto inferior es un conjunto de cámara, el conjunto superior y el conjunto inferior son móviles entre sí entre una posición abierta, si el conjunto superior y el conjunto inferior están separados entre sí y una posición cerrada si el conjunto superior y el conjunto inferior están acoplados entre sí y forman una cámara encerrada para recibir una herramienta. También de US 2012/0003597 A1 se conoce un sistema de horno para curar materiales compuestos, en donde se dirige un flujo de aire calentado sobre el material compuesto estructurado para curar la estructura de material compuesto.

US 8650745 B2 describe un sistema y método de procesamiento térmico y consolidación según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 7.

US 2003/085219 A1 describe un dispositivo de incidencia de aire según el preámbulo de la reivindicación 11.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los aspectos de la presente descripción resultan más comprensibles a partir de la siguiente descripción detallada cuando se lee con las figuras adjuntas. Se observa que, según la práctica estándar en la industria, varias características no están dibujadas a escala. De hecho, las dimensiones de las diversas características pueden aumentarse o reducirse arbitrariamente a efectos de claridad de la descripción.

La figura 1 es una vista en sección esquemática de un sistema de procesamiento térmico y consolidación que incorpora un dispositivo de incidencia de aire según algunas realizaciones.

La figura 2 es una vista en perspectiva inferior de un dispositivo de incidencia de aire según algunas realizaciones.

La figura 3 es una vista ampliada de la región A de la figura 1.

La figura 4 es una vista en sección esquemática similar a la figura 1, y que muestra elementos adicionales en un estado cerrado del sistema de procesamiento térmico y consolidación con la incorporación de un dispositivo de incidencia de aire según algunas realizaciones.

La figura 5 es una vista en sección esquemática similar a la figura 4 y que muestra un estado abierto del sistema de tratamiento térmico y consolidación con la incorporación de un dispositivo de incidencia de aire según algunas realizaciones.

La figura 6 es un diagrama de flujo de un método de procesamiento térmico y consolidación según algunas realizaciones.

La figura 7 es una vista en sección esquemática de un laminado compuesto complejo ilustrativo para ser procesado térmicamente y consolidado según algunas realizaciones.

La figura 8 es un diagrama de bloques de un sistema informático según algunas realizaciones. DESCRIPCIÓN DETALLADA

La siguiente descripción da a conocer muchas realizaciones diferentes, o ejemplos, para implementar diferentes características del objeto descrito. A continuación se describen ejemplos específicos de componentes y disposiciones para simplificar la presente descripción. Estos son, por supuesto, meros ejemplos y no pretenden ser limitativos. Por ejemplo, la formación de una primera característica sobre o en una segunda característica en la descripción que sigue puede incluir realizaciones en las que la primera y la segunda característica se forman en contacto directo, y también puede incluir realizaciones en las que se pueden formar características adicionales entre la primera y segunda características, de modo que la primera y segunda características pueden no estar en contacto directo. Además, la presente descripción puede repetir números y/o letras de referencia en los diversos ejemplos. Esta repetición tiene el propósito de simplicidad y claridad y no dicta en sí misma una relación entre las diversas realizaciones y/o configuraciones descritas.

En esta descripción, "aire" significa no solo el aire en la atmósfera, sino también cualquier gas o mezcla de gases que se pueda presurizar y calentar a presiones y temperaturas suficientes para el procesamiento térmico y la consolidación de materiales curables y conformables, incluidos, aunque no de manera limitativa, materiales compuestos, como se describe la patente US 8.650.745. Ejemplos de materiales curables incluyen, aunque no de manera limitativa, materiales compuestos termoendurecibles. Ejemplos de materiales conformables incluyen, aunque no de manera limitativa, materiales compuestos termoplásticos.

En una o más realizaciones, para mejorar la velocidad de calentamiento y/o la uniformidad del calentamiento de materiales curables y conformables que se procesan térmicamente y consolidan dentro de una cámara de un sistema de procesamiento térmico y consolidación, tal como un sistema descrito en la patente US 8.650.745, se dispone un dispositivo de incidencia de aire al menos parcialmente en la cámara, y está configurado para dirigir flujos forzados de aire a los materiales que se procesan térmicamente y consolidan. En al menos una realización, el dispositivo de incidencia de aire está configurado además para enfriar los materiales después de que los materiales se hayan calentado.

La figura 1 es una vista esquemática de un sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 que incorpora un dispositivo de incidencia de aire según algunas realizaciones. Uno o más ejemplos del sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 se describen en la patente US 8.650.745. Específicamente, el sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 comprende un conjunto inferior 102, un conjunto superior 104, una herramienta 106 y un sello 108. Al menos uno del conjunto superior 104 o el conjunto inferior 102 es un conjunto de cámara en algunas realizaciones. En la configuración de ejemplo de la figura 1, el conjunto superior 104 es un conjunto de cámara. El conjunto superior 104 se puede mover con respecto al conjunto inferior 102. En un estado o posición cerrados, tal como se muestra en la figura 1 y tal como también se describe aquí con respecto a la figura 4, el conjunto inferior 102 y el conjunto superior 104 se unen para crear un cámara que está sellada por el sello 108 entre el conjunto inferior 102 y el conjunto superior 104. La cámara cerrada encierra la herramienta 106 que contiene un material, por ejemplo, un conjunto de componentes 110, para su procesamiento térmico y consolidación. El ambiente dentro de la cámara es presurizado por una fuente de aire presurizado (por ejemplo, tal como se describe aquí con respecto a la figura 4), y la herramienta 106 se calienta (por ejemplo, tal como se describe aquí con respecto a la figura 4), calentando así el conjunto de componentes 110 desde abajo para procesar térmicamente y consolidar, por ejemplo, curar o formar, el conjunto de componentes 110 dispuesto en la herramienta 106. Después del procesamiento térmico y la consolidación, la cámara se despresuriza y luego se abre. En un estado o posición abiertos (por ejemplo, tal como se describe aquí con respecto a la figura 5), el conjunto superior 104 se separa y se aleja del conjunto inferior 102 para abrir la cámara y permitir retirar de la cámara la herramienta 106 y el conjunto de componentes 110 procesado y consolidado. La misma herramienta 106, o una herramienta diferente, con un nuevo conjunto de componentes sin procesar 110, se dispone luego en la cámara y el ciclo se repite. Más detalles sobre la configuración y/o el funcionamiento del sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 se incluyen en la patente US 8.650.745. Como se usa aquí, "herramienta" o "herramienta 106" se refiere a la herramienta descrita en la patente US 8.650.745, y/o la herramienta deslizante descrita en la solicitud de patente US 14/754.086 (US 2015/037544 A1).

En una o más realizaciones, para mejorar la velocidad de calentamiento y/o la uniformidad del calentamiento del conjunto de componentes 110 que se procesan térmicamente y se consolidan dentro de la cámara, se incluye un dispositivo de incidencia de aire 120 en el sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 y se configura para generar flujos forzados o chorros de aire calentado que inciden sobre el conjunto de componentes 110 desde arriba. En algunas realizaciones, el dispositivo de incidencia de aire 120 está configurado además para enfriar el conjunto de componentes 110 después de que el conjunto de componentes 110 se haya calentado, tal como se describe en este documento.

El dispositivo de incidencia de aire 120 según algunas realizaciones comprende un ventilador 122, uno o más calentadores 124, una conducción 126 y un difusor 128. La configuración y los componentes descritos son ejemplos. Otras disposiciones están dentro del alcance de varias realizaciones. Por ejemplo, cualquier manipulador de aire o equipo de movimiento de aire se puede utilizar como el ventilador 122 en una o más realizaciones. En la realización específica descrita en la figura 1, los calentadores 124 se indican como calentadores resistivos. Sin embargo, otros tipos de calentadores, tales como calentadores de gas, calentadores de infrarrojos o similares, se pueden usar en una o más realizaciones. En una o más realizaciones, la conducción 126 se omite o tiene una configuración diferente a la que se muestra en la figura 1 y se describe en detalle a continuación. Asimismo, en una o más realizaciones, el difusor 128 tiene una configuración diferente a la descrita en la figura 1 y descrita en detalle a continuación.

El ventilador 122 está dispuesto en el conjunto inferior 102 y configurado para hacer que el aire dentro de la cámara cerrada circule a través de una trayectoria de flujo de aire 130. Específicamente, el ventilador 122 tiene una entrada de aire 132 que tiene un extremo abierto (no se muestra en la figura 1) que se abre al interior de la cámara cerrada. En una o más realizaciones, el extremo abierto de la entrada de aire 132 está dispuesto junto a la superficie superior de la herramienta 106 o el conjunto de componentes 110 (por ejemplo, tal como se muestra en la figura 4). Otras disposiciones están dentro del alcance de varias realizaciones. El ventilador 122 fuerza el aire tomado del interior de la cámara a través de la entrada de aire 132 para formar un flujo de aire forzado, desde una salida del ventilador 122, a través de los calentadores 124 que calientan el aire, luego a través de la conducción 126, y al difusor 128 que difunde el flujo de aire forzado calentado en una pluralidad de flujos forzados o chorros de aire calentado que inciden sobre el conjunto de componentes 110 desde arriba, tal como se describe a continuación.

Los calentadores 124 están dispuestos en el conjunto inferior 102. Otras configuraciones están dentro del alcance de varias realizaciones. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el ventilador 122 y/o uno o más de los calentadores 124 están dispuestos fuera del conjunto inferior 102 y/o la cámara, y están conectados con tuberías a la trayectoria de flujo de aire 130 dentro de la cámara.

La conducción 126 incluye dos partes conectables de forma amovible, es decir, un conducto inferior 134 dispuesto en el conjunto inferior 102 y un conducto superior 136 dispuesto en el conjunto superior 104. En el estado abierto, cuando el conjunto superior 104 se aleja del conjunto inferior 102, el conducto superior 136 se desconecta y se aleja del conducto inferior 134. En el estado cerrado, cuando el conjunto superior 104 se une herméticamente con el conjunto inferior 102 para cerrar la cámara, el conducto inferior 134 se conecta automáticamente y se sella con el conducto superior 136 mediante el movimiento del conjunto superior 104 hacia el conjunto inferior 102. En una o más realizaciones, se usa un sello (no mostrado) para sellar el conducto inferior 134 con el conducto superior 136 en el estado cerrado. El conducto superior 136 tiene una pared superior cerrada 138 y una abertura o ventana 140 en un lado orientado hacia el difusor 128.

El difusor 128 está dispuesto en el conjunto superior 104 y está acoplado al conducto superior 136 para recibir el flujo de aire calentado. El difusor 128 comprende una abertura o ventana 142 en un lado orientado hacia el conducto superior 136. La ventana 142 del difusor 128 está en comunicación fluida con la ventana 140 del conducto superior 136. El difusor 128 comprende además una pared superior cerrada 144 y una pared inferior perforada 146. La pared superior 144 está inclinada con respecto al flujo de aire que ingresa al difusor 128 desde el conducto superior 136 a través de las ventanas 140, 142 y desvía el flujo de aire hacia la pared inferior 146. La pared inferior 146 incluye una pluralidad de orificios de salida 148 (que se ven mejor en las figuras 2 y 3) a través de los cuales el aire calentado desviado es forzado a salir como chorros que inciden en el conjunto de componentes 110, tal como muestran las flechas al final de la trayectoria de flujo de aire 130.

La figura 2 es una vista en perspectiva inferior del dispositivo de incidencia de aire 120 según algunas realizaciones. El difusor 128 se une de forma ajustable al conducto superior 136 a diferentes alturas para disponer los orificios de salida 148 a diferentes distancias del conjunto de componentes 110. Por ejemplo, en la configuración específica de la figura 2, se forman ranuras alargadas 150 en el lado del difusor 128 que está orientado hacia el conducto superior 136, y unos pernos 152 se extienden a través de las ranuras alargadas 150 y los orificios correspondientes (no mostrados) en el conducto superior 136 para fijar el difusor 128 al conducto superior 136. Los pernos 154 se utilizan para fijar el conducto superior 136 a una pared interior del conjunto superior 104. Al deslizar el difusor 128 hacia arriba y hacia abajo a lo largo de las ranuras alargadas 150, la distancia d (figura 3) entre los orificios de salida 148 del difusor 128 y el conjunto de componentes 110 en la herramienta 106 es ajustable. En algunas realizaciones, la ventana 140 (figura 1) del conducto superior 136 es más grande que la ventana 142 (figura 1) del difusor 128. Esta disposición, junto con el acoplamiento ajustable entre el difusor 128 y el conducto superior 136, permite ajustar la distancia d entre el difusor 128 y el conjunto de componentes 110 sin afectar la comunicación fluida entre el difusor 128 y el conducto superior 136. La configuración descrita es un ejemplo. Otras disposiciones están dentro del alcance de varias realizaciones. Por ejemplo, se pueden usar otros acoplamientos ajustables para unir el difusor 128 al conducto superior 136 en una o más realizaciones. Además, aunque se describe el ajuste manual de la distancia d con el uso de las ranuras alargadas 150 y los pernos 152, otros mecanismos de ajuste, por ejemplo, con el uso de un motor o un cilindro de aire, están dentro del alcance de varias realizaciones.

La figura 3 es una vista ampliada de la región A de la figura 1. La configuración específica descrita en la figura 3, con la distancia d entre los orificios de salida 148 y el conjunto de componentes 110 de 22,225 mm y un paso p entre orificios de salida adyacentes 148 de 31,75 mm, es un ejemplo. Otros valores de distancia y/o paso están dentro del alcance de varias realizaciones. Además, aunque los chorros de incidencia 156 de aire calentado que salen por los orificios de salida 148 se muestran esquemáticamente perpendiculares a la pared inferior 146, otras disposiciones están dentro del alcance de varias realizaciones. Por ejemplo, en al menos una realización, uno o más orificios de salida 148 están inclinados con respecto a la pared inferior 146 y provocan que los correspondientes chorros de incidencia 156 de dichos orificios de salida inclinados 148 salgan del difusor 128 en direcciones oblicuas a la pared inferior 146.

La configuración descrita del difusor 128 es un ejemplo. Esta configuración de ejemplo es adecuada, en al menos una realización, para formar una forma plana simple de un producto a partir del conjunto de componentes 110 en la herramienta 106. Otras configuraciones del difusor 128 están dentro del alcance de varias realizaciones. Por ejemplo, para formar un producto que tenga una forma curvada o compleja dictada por una forma curvada o compleja correspondiente de la herramienta 106, la forma del difusor 128, especialmente la pared inferior 146, y/o la disposición, el tamaño, el paso, la orientación, etc., de los orificios de salida 148 se pueden personalizar para suministrar un calentamiento uniforme al conjunto de componentes 110 en la herramienta 106. Por ejemplo, en al menos una realización, al menos un orificio de salida 148 está orientado en una dirección diferente de otro orificio de salida 148 para dirigir los correspondientes chorros de incidencia 156 en diferentes direcciones en diferentes partes del conjunto de componentes 110 en la herramienta 106.

La figura 4 es una vista en sección esquemática similar a la figura 1 y que muestra elementos adicionales en un estado cerrado del sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 con la incorporación de un dispositivo de incidencia de aire según algunas realizaciones. Tal como se muestra en la figura 4, en una o más realizaciones, se usa un controlador 402 para controlar la temperatura del flujo de aire incidente y/o para controlar el funcionamiento del ventilador 122 y/o los calentadores 124 según varios parámetros de proceso para procesar térmicamente y consolidar el conjunto de componentes 110. El controlador 402 está acoplado al ventilador 122 y/o a los calentadores 124 y/o a uno o más sensores de temperatura 404 dispuestos en uno o más puntos a lo largo de la trayectoria de flujo de aire 130 y/o dentro de la cámara. Por ejemplo, uno o más sensores de temperatura 404 están dispuestos en el difusor 128 y/o entre el conjunto de componentes 110 y una bolsa de vacío 406 (se describe en la patente US 8.650.745) que cubre el conjunto de componentes 110, y/o dentro del conjunto de componentes 110 para monitorización y control de la temperatura en tiempo real durante el procesamiento térmico y la consolidación del conjunto de componentes 110. Otras disposiciones de sensores de temperatura están dentro del alcance de varias realizaciones. En al menos una realización, el controlador 402 incluye uno o más microprocesadores, microcontroladores, procesadores de señales digitales, microordenadores, unidades centrales de procesamiento, matrices de puertas programables en campo, dispositivos lógicos programables, máquinas de estado, circuitos lógicos, circuitos analógicos, circuitos digitales y/o cualquier dispositivo que manipule señales (analógicas y/o digitales), por ejemplo, en base a instrucciones operativas almacenadas en uno o más dispositivos de memoria. Ejemplos de dicho dispositivo de memoria incluyen, aunque no de manera limitativa, memoria de solo lectura, memoria de acceso aleatorio, memoria volátil, memoria no volátil, memoria estática, memoria dinámica, memoria flash y/o cualquier dispositivo que almacene información. Ejemplos de sensor(es) de temperatura incluyen, aunque no de manera limitativa, termopares.

En al menos una realización, el caudal del ventilador 122 es ajustable mediante el controlador 402. En un ejemplo particular, el caudal del ventilador 122 es 2831,68 l/min (litros/minuto) cuando la cámara está presurizada en el intervalo de 5,5-13,7 bar (80 psi-200 psi).

En al menos una realización, la temperatura de calentamiento y/o la potencia y/o el número de calentadores 124 es ajustable mediante el controlador 402. Por ejemplo, el controlador 402 está configurado para encender o apagar uno o más de los calentadores 124 en respuesta a una lectura de temperatura del sensor o sensores de temperatura. Esta disposición es ventajosa dado el hecho de que el aire calentado, después de incidir en el conjunto de componentes 110, se mezcla con el aire dentro de la cámara y lo calienta gradualmente, circulando luego a través de la trayectoria de flujo de aire 130. A medida que el aire dentro de la cámara se calienta, la lectura de temperatura del sensor o sensores de temperatura aumenta. Cuando la lectura de temperatura del sensor o sensores de temperatura alcanza una temperatura predeterminada, el controlador 402 apaga uno o más de los calentadores 124 para mantener la temperatura del flujo de aire incidente en un valor previsto. En al menos una realización, todos los calentadores 124 se encienden al principio para calentar rápidamente el conjunto de componentes 110, y luego uno o más de los calentadores 124 se apagan para mantener la temperatura del flujo de aire incidente en el valor pretendido. El control de temperatura descrito al encender/apagar uno o más de los calentadores 124 es un ejemplo. Otras disposiciones de control de temperatura están dentro del alcance de varias realizaciones. Por ejemplo, un control dinámico y/o de gradiente de la potencia de calentamiento de uno o más de los calentadores 124, por ejemplo, variando el voltaje aplicado en uno o más de los calentadores 124, se puede usar en una o más realizaciones. En un ejemplo particular, la temperatura del flujo de aire incidente se calienta hasta 648,9 °C.

En una o más realizaciones, el aire presurizado se suministra a la cámara para presurizar la cámara para el procesamiento térmico y la consolidación del conjunto de componentes 110 y/o para enfriar el conjunto de componentes 110 después, o como parte del procesamiento térmico y consolidación. Por ejemplo, el aire presurizado se suministra a la cámara desde una fuente de aire presurizado 412, que también se describe aquí con respecto al sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 de la figura 1, a la temperatura del aire ambiente. Otras disposiciones están dentro del alcance de varias realizaciones. Por ejemplo, el aire presurizado se precalienta antes de suministrarse a la cámara en al menos una realización. En al menos una realización, la fuente de aire a presión 412 está acoplada al controlador 402 para suministrar el aire a presión bajo el control del controlador 402.

En una o más realizaciones, el dispositivo de incidencia de aire 120 está configurado no solo para calentar el conjunto de componentes 110, sino también para enfriar el conjunto de componentes 110 (después de que el conjunto de componentes 110 se haya calentado), dependiendo de una o más consideraciones sobre el proceso de curado o conformación. En algunas realizaciones, cuando se va a enfriar el conjunto de componentes 110 (después del calentamiento), la cámara permanece cerrada y presurizada y el ventilador 122 continúa soplando para generar un flujo de aire incidente desde el difusor 128, pero la temperatura del flujo de aire incidente se reduce para que sea más fría que la temperatura del conjunto calentado de componentes 110 a enfriar. El flujo de aire incidente se puede enfriar a una temperatura predeterminada usando varios métodos, incluyendo, aunque no de manera limitativa, intercambiar el aire en la cámara cerrada presurizada por aire exterior más frío, o enfriar activamente el aire dirigiendo el aire a través de un intercambiador de calor para su enfriamiento.

En un ejemplo de enfriamiento pasivo, el aire exterior más frío se introduce, por ejemplo, desde la fuente de aire presurizado 412, en la cámara cerrada en un punto 414 en el conjunto inferior 102. Como resultado, es posible mover el aire más frío de inmediato a la trayectoria de flujo de aire 130 para enfriar el conjunto de componentes 110. En al menos una realización, se usa un escape controlado (no mostrado) para expulsar el aire de la cámara cerrada hacia el exterior, para evitar que la presión en la cámara cerrada aumente excesivamente debido a la introducción del aire exterior más frío.

En un ejemplo de enfriamiento activo, el dispositivo de incidencia de aire 120 incluye al menos un intercambiador de calor 424 para enfriamiento que está dispuesto en el conjunto inferior 102 a lo largo de la trayectoria de flujo de aire 130, y está acoplado al controlador 402. Por ejemplo, en algunas realizaciones, la trayectoria de flujo de aire 130 incluye una conducción adicional 426 que acopla una salida del ventilador 122 al conducto inferior 134. La conducción adicional 426 suministra el flujo de aire forzado a través de los calentadores 124 y/o el intercambiador de calor 424 que está dispuesto a lo largo de la conducción adicional 426. En la operación de calentamiento, el intercambiador de calor 424 se apaga. En la operación de enfriamiento, el controlador 402 apaga todos los calentadores 124 y enciende el intercambiador de calor 424, y el ventilador 122 hace circular el aire de la cámara a través del intercambiador de calor, que enfría activamente el aire circulante hasta una temperatura de enfriamiento deseada según el proceso de curado o conformación.

En una o más realizaciones, uno o más del tamaño, cantidad y espacio (p. ej., paso p) de los orificios de salida 148 están diseñados o configurados para producir un flujo de aire incidente con un número de Reynolds en el intervalo de flujo turbulento. Creando un flujo de aire turbulento en el espacio entre el difusor 128 y el conjunto de componentes 110, la velocidad de calentamiento/enfriamiento y/o la eficacia y/o la uniformidad deseadas se pueden lograr en al menos una realización.

En una o más realizaciones, la totalidad del dispositivo de incidencia de aire 120, por ejemplo, el ventilador 122, los calentadores 124, cualquier intercambiador de calor 424 para enfriamiento, la conducción 126, el difusor 128 y cualquier otra conducción 426, están ubicados dentro del volumen presurizado o cámara del sistema de procesamiento térmico y consolidación 100. Los cambios en la temperatura y la densidad del aire afectan la capacidad de calentamiento/enfriamiento del aire incidente, por lo que es imperativo en al menos una realización considerar el intervalo completo del proceso de curado o formación previsto al adaptar todos los parámetros de entrada del dispositivo de incidencia de aire 120.

La figura 5 es una vista en sección esquemática similar a la figura 4, y que muestra un estado abierto del sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 con la incorporación de un dispositivo de incidencia de aire según algunas realizaciones. Varios elementos del sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 descrito con respecto a la figura 4 se omiten en la figura 5 a efectos de simplicidad. Por ejemplo, en al menos una realización, cuando la cámara está en el estado abierto mostrado en la figura 5, el conducto inferior 134 está alineado verticalmente con el conjunto superior 104, de modo que simplemente descendiendo el conjunto superior 104 sobre el conjunto inferior 102 para formar la cámara se desciende un extremo abierto inferior 536 del conducto superior 136, se acopla y se sella, con respecto a un extremo superior abierto 534 del conducto inferior 134. Por lo tanto, el conducto inferior 134 se conecta y sella automáticamente con el conducto superior 136 mediante el movimiento del conjunto superior 104 hacia el conjunto inferior 102. La figura 5 muestra un estado en el que el conjunto de componentes 110 está dispuesto y/o embolsado y/o sellado en la herramienta 106 antes de su disposición en la cámara para su procesamiento térmico y consolidación. Alternativamente, la figura 5 muestra un estado en el que el conjunto de componentes 110 y la herramienta 106 se retiran de la cámara después del procesamiento térmico y la consolidación.

La figura 6 es un diagrama de flujo de un método 600 de procesamiento térmico y consolidación según algunas realizaciones.

En la operación 610, se dispone un material de un producto a formar en una herramienta. En algunas realizaciones, el material incluye, aunque no de manera limitativa, componentes compuestos, tales como plásticos reforzados con fibra de carbono, plásticos reforzados con fibra de vidrio o componentes compuestos reforzados con fibra (FRC). Los componentes FRC son útiles en muchas industrias, tales como la industria automotriz, marina, de defensa militar, aeroespacial y de equipos médicos. En algunas realizaciones, el producto a formar incluye, aunque no de manera limitativa, paneles o componentes de carrocería FRC Clase A. Ejemplos de paneles de carrocería y partes relacionadas incluyen, aunque no de manera limitativa, capós, guardabarros, techos, travesaños inferiores, splitters, arcos de techo, alas delanteras, alas, tapas de espejos, deflectores, etc. Otros ejemplos de componentes FRC incluyen, aunque no de manera limitativa, tapas de cubierta, aplicaciones de batería, brazos de control, defensas, bastidores secundarios y otros componentes estructurales. Las realizaciones no se limitan a formar ningún tipo particular de artículo compuesto, y dichos componentes compuestos pueden tener varios tamaños, formas y usos. También se debe apreciar que las realizaciones no se limitan a ninguna industria en particular.

En algunas realizaciones, la operación 610 incluye disponer, embolsar y sellar un conjunto de componentes sin procesar 110 en la herramienta 106 tal como se describe aquí. En una o más realizaciones, después de que el conjunto de componentes 110 se haya dispuesto dentro de la herramienta 106 o en la misma, el conjunto de componentes 110 se embolsa y/o cubre y/o sella con una bolsa de vacío 406 tal como se describe aquí.

En la operación 620, la herramienta con el material dispuesto en la misma se dispone en una cámara encerrada. Por ejemplo, la herramienta 106 con el conjunto de componentes 110 dispuesto y/o embolsado y/o sellado en la misma se dispone en la cámara encerrada formada acoplando el conjunto superior 104 y el conjunto inferior 102, tal como se describe aquí. En algunas realizaciones, un conjunto de empujar y tirar (tal como se describe en la patente US 8.650.745) se acopla a la herramienta 106 y a través de un conjunto transportador para reubicar la herramienta 106 de una estación de disposición y desmoldeo (tal como se muestra en la figura 5) a una ubicación en el conjunto inferior 102 en alineación con el conjunto superior 104. Se utiliza una prensa hidráulica para acoplar y mantener la presión entre el conjunto superior 104 y el conjunto inferior 102 para unir el conjunto inferior 102 y el conjunto superior 104 entre sí para crear la cámara. En algunas realizaciones, la herramienta 106, con o sin el conjunto de componentes 110 en la misma, se precalienta fuera de la cámara y luego la herramienta precalentada 106 se dispone en la cámara, tal como se describe en la solicitud de patente US 14/754.086 (US 2015/037544 A1).

En las operaciones 630 y 640, el material en la herramienta en la cámara encerrada se procesa térmicamente y consolida. Por ejemplo, tal como se describe en la patente US 8.650.745, la herramienta 106 en la cámara está alineada y acoplada con respecto a un sistema de acoplamiento automático. El sistema de acoplamiento automático está configurado para proporcionar una variedad de servicios a la herramienta y la cámara encerrada. En algunas realizaciones, los servicios incluyen, aunque no de manera limitativa, fluidos o gases a alta presión para presurizar la cámara alrededor de la herramienta 106. En algunas realizaciones, se usa vacío para retirar aire u otros gases del conjunto de componentes 110 para procesarlos térmicamente y consolidarlos en la herramienta 106. Se usan fluidos térmicos, por ejemplo, aceites, en al menos una realización para calentar la herramienta 106, por ejemplo, a través de los conductos 430 en la figura 4. Algunas realizaciones usan radiadores, paneles de infrarrojos, paneles de calentamiento resistivos u otros sistemas de calentamiento para suministrar calor al procesamiento térmico y consolidación del conjunto de componentes 110 dentro de la herramienta 106. El conjunto de componentes 110 en la herramienta 106 se procesa térmicamente y se consolida según un perfil de presión y temperatura mantenido como un conjunto de parámetros de proceso y ejecutado mediante un controlador, tal como el controlador 402.

Como parte del procesamiento térmico y consolidación del material en la herramienta, la operación 630 según algunas realizaciones incluye presurizar la cámara, por ejemplo, mediante el aire presurizado de la fuente de aire presurizado 412, como se describe aquí.

Como parte del procesamiento térmico y la consolidación del material en la herramienta, la operación 640 según algunas realizaciones incluye calentar el material dispuesto en la herramienta dirigiendo chorros de aire calentado hacia el material. Por ejemplo, los chorros 156 de aire calentado se dirigen desde el difusor 128 al conjunto de componentes 110 en la herramienta 106 para calentar el conjunto de componentes 110 como se describe aquí. En al menos una realización, el calentamiento del conjunto de componentes 110 mediante los chorros 156 de aire calentado se realiza junto con el calentamiento adicional del conjunto de componentes 110 indirectamente a través de la herramienta 106 que se calienta mediante una fuente de calor distinta de los chorros 156 de aire calentado. Por ejemplo, la herramienta 106 se calentada mediante fluidos térmicos calentados que fluyen en los conductos 430 como se describe aquí, y la herramienta calentada 106 calienta indirectamente el conjunto de componentes 110 desde abajo además del calentamiento del conjunto de componentes 110 desde arriba mediante los chorros 156 de aire calentado. Una o más realizaciones que implementan esta disposición de calentamiento desde ambos lados del conjunto de componentes 110 permiten obtener una o más ventajas como se describe en este documento. En al menos una realización, el calentamiento del conjunto de componentes 110 mediante los chorros 156 de aire calentado se realiza sin calentar la herramienta 106 mediante una fuente de calor distinta de los chorros 156 de aire calentado.

En al menos una realización como se describe aquí, el ventilador 122 hace circular el aire presurizado en la cámara a través de uno o más calentadores 124, para generar un flujo de aire forzado calentado que, después de salir del difusor 128 como los chorros 156 de aire calentado e incidir sobre el conjunto de componentes 110, se mezcla con el aire presurizado en la cámara para calentar el aire presurizado dentro de la cámara y luego el aire presurizado calentado se hace circular a través de los calentadores 124 y el difusor 128 nuevamente para incidir sobre el material. En al menos una realización, después de calentar el conjunto de componentes 110, el conjunto calentado de componentes 110 se enfría dirigiendo chorros 156 de aire enfriado, desde el difusor 128, al conjunto calentado de componentes 110, como se describe aquí.

La figura 7 es una vista en sección esquemática de un laminado compuesto complejo de ejemplo 710 para ser procesado térmicamente y consolidado según algunas realizaciones. En al menos una realización, el laminado compuesto complejo 710 corresponde al conjunto de componentes 110 descrito en este documento, y es procesado térmicamente y consolidado mediante el sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 descrito en este documento. En la configuración de ejemplo de la figura 7, el laminado compuesto complejo 710 incluye una lámina de cara superior 712, una lámina de cara inferior 714 y un núcleo 716. La lámina de cara superior 712 incluye, por ejemplo, 4 capas de componentes compuestos. La lámina de cara inferior 714 es más espesa que la lámina de cara superior 712 e incluye, por ejemplo, 16 capas de componentes compuestos. El núcleo 716 está dispuesto entre la lámina de cara superior 712 y la lámina de cara inferior 714. En la configuración de ejemplo de la figura 7, el núcleo 716 tiene un espesor generalmente constante e incluye la misma estructura y/o material a través de la anchura del laminado compuesto complejo 710. Otras configuraciones están dentro del alcance de varias realizaciones. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 procesa térmicamente y consolida un laminado compuesto complejo 710 en donde el núcleo 716 incluye una pluralidad de partes de núcleo que tienen diferentes espesores y/o dispuestas a diferentes alturas en el laminado compuesto complejo 710, y/o hechas de diferentes materiales de núcleo, y/o con diferentes estructuras. El laminado compuesto complejo 710 que tiene el núcleo 716 se denomina laminado compuesto con núcleo.

La configuración descrita del laminado compuesto complejo 710 es un ejemplo, y otras configuraciones están dentro del alcance de varias realizaciones. Por ejemplo, el número de capas, materiales de las capas, formas y/o disposición de las capas, etc., en la lámina de cara superior 712 y/o la lámina de cara inferior 714 son variables y/o seleccionables dependiendo de uno o más factores, incluyendo, aunque no de manera limitativa, calidades de acabado superficial, funcionalidades de la cara superior y/o la cara inferior del producto a formar. Ejemplos de materiales o componentes compuestos incluyen, aunque no de manera limitativa, sistemas de matriz termoendurecible y/o termoplástica reforzada con fibra de carbono, fibra de vidrio o fibra de aramida, sistemas de acabado superficial, láminas, materiales laminados decorativos y balísticos, componentes metálicos, etc. En al menos una configuración de ejemplo, se omite la lámina de cara superior 712 o la lámina de cara inferior 714.

En otro ejemplo, el número de partes de núcleo, los materiales de las partes de núcleo, las formas y/o la disposición de las partes de núcleo, etc., en el núcleo 716 son variables y/o seleccionables dependiendo de uno o más factores, incluyendo, aunque no de manera limitativa, resistencia estructural, funcionalidades, etc., de la parte intermedia del producto a formar. En un ejemplo, la parte intermedia del producto que se va a formar está configurada para proporcionar aislamiento acústico y/o térmico, al mismo tiempo que asegura la resistencia mecánica general del producto a formar. En tal ejemplo, el núcleo 716 incluye una o más partes de núcleo con materiales y/o estructuras y/o disposiciones para proporcionar, después del procesamiento térmico y la consolidación con los materiales compuestos de la lámina de cara superior 712 y/o la lámina de cara inferior 714, el aislamiento acústico y/o térmico y la resistencia estructural previstos. Ejemplos de partes de núcleo incluyen, aunque no de manera limitativa, espuma, estructuras de nido de abeja, etc. En al menos una configuración de ejemplo, el núcleo 716 se omite total o parcialmente.

En algunas realizaciones, un laminado compuesto complejo, tal como el laminado compuesto complejo 710, se cura simultáneamente en un solo ciclo. Un solo ciclo, tal como se describe aquí, incluye disponer, embolsar al vacío y sellar el laminado compuesto complejo 710 en la herramienta 106, disponer la herramienta 106 en la cámara encerrada entre el conjunto inferior 102 y el conjunto superior 104, y suministrar servicios a la cámara y/o la herramienta 106 para procesar térmicamente y consolidar todos los componentes compuestos y/o partes de núcleo en el laminado compuesto complejo 710 en una estructura curada simultáneamente en la que todos los componentes compuestos y/o partes de núcleo en el laminado compuesto complejo 710 están curados y/o unidos entre sí. En al menos una realización, todos los componentes en el laminado compuesto complejo 710 son componentes no curados que se curan todos simultáneamente en un solo ciclo como se describe en este documento.

En al menos una realización, el curado simultáneo de un laminado compuesto complejo en un solo ciclo es posible mediante el uso de un dispositivo de incidencia de aire, tal como el dispositivo de incidencia de aire 120 descrito en este documento, ya sea solo o en cooperación con otra disposición de calentamiento de herramientas para calentar la herramienta 106 como se describe aquí. Por ejemplo, para curar simultáneamente el laminado compuesto complejo 710 en la figura 7, los chorros 156 de aire calentado son generados por el dispositivo de incidencia de aire 120 (no mostrado en la figura 7) como se describe aquí. En al menos una realización, el difusor 128 del dispositivo de incidencia de aire 120 está configurado para generar chorros 156 de aire calentado según la configuración y/o forma complejas del laminado compuesto complejo 710. Por ejemplo, los chorros de aire calentado en una región en donde la lámina de cara superior 712 es más delgada son menos extensos en velocidad y/o caudal que los chorros de aire calentado en una región en donde la lámina de cara superior 712 es más espesa, para calentar uniformemente los materiales compuestos y/o las capas en la lámina de cara superior 712 desde arriba. Una razón para esta disposición es que se requiere una mayor densidad de energía para calentar un laminado más espeso que para calentar un laminado más delgado. La temperatura y/o el caudal y/o la velocidad de los chorros 156 de aire calentado son controlables, por ejemplo, mediante el controlador 402 que controla el ventilador 122 y los calentadores 124, en respuesta a las lecturas de temperatura proporcionadas por uno o más sensores de temperatura 404, como se describe aquí.

En algunas realizaciones, el calentamiento del laminado compuesto complejo 710 desde abajo a través de la herramienta 106 se puede personalizar de manera similar, siendo la temperatura y/o la cantidad de calor en una región, por ejemplo, 737, controlables independientemente para diferir de la temperatura y/o la cantidad de calor en otra región, por ejemplo, 738. En la configuración de ejemplo de la figura 7, la temperatura y/o la cantidad de calor en diferentes regiones son controlables, por ejemplo, mediante el controlador 402 que controla la temperatura y/o la cantidad de fluidos térmicos que fluyen a través de los conductos correspondientes 430, en respuesta a las lecturas de temperatura proporcionadas por uno o más sensores de temperatura 404 como se describe en este documento.

En al menos una realización, el calentamiento desde la parte superior a través de los chorros 156 de aire calentado y el calentamiento desde la parte inferior a través de la disposición de calentamiento para la herramienta 106 se pueden controlar de forma independiente dependiendo de uno o más de la forma, el material, etc., del laminado compuesto complejo a curar simultáneamente. En la configuración de ejemplo de la figura 7, la lámina de cara inferior 714 es más espesa que la lámina de cara superior 712 y, por lo tanto, el calentamiento desde abajo a través del dispositivo de calentamiento para la herramienta 106 es más agresivo, por ejemplo, a una temperatura más alta, que el calentamiento desde arriba a través de los chorros 156 de aire calentado. Otras disposiciones están dentro del alcance de varias realizaciones.

La disposición de uno o más sensores de temperatura en un laminado compuesto complejo que se va a curar simultáneamente, tal como el laminado compuesto complejo 710, permite un control de temperatura preciso, localizado y en tiempo real desde la parte superior e inferior del laminado compuesto complejo para garantizar, en al menos una realización, un procesamiento térmico y una consolidación óptimos de todos los materiales compuestos y/o partes de núcleo en el laminado compuesto complejo. En al menos una realización, las temperaturas en varias partes dentro del laminado compuesto complejo se controlan en tiempo real durante el ciclo de curado simultáneo del laminado compuesto complejo, y el calentamiento desde arriba a través de los chorros 156 de aire calentado y/o el calentamiento desde abajo a través de la disposición de calentamiento para la herramienta 106 se controlan en tiempo real para mantener un perfil de temperatura previsto consistente, por ejemplo, dentro de 10 °C de un punto de ajuste de temperatura predeterminado, a través del laminado compuesto complejo 710.

Una o más de las siguientes ventajas se pueden lograr en una o más realizaciones.

Tal como se indica aquí, algunas realizaciones permiten el curado simultáneo de laminados compuestos complejos en un solo ciclo, lo que no se puede lograr con otros enfoques. Específicamente, a medida que aumenta la complejidad de un laminado compuesto particular, otros enfoques diseñan un laminado compuesto complejo de este tipo como un conjunto de laminados compuestos más simples. Estos laminados más simples se curan individualmente (por ejemplo, mediante autoclaves) y los laminados más simples curados se unen o fijan en un conjunto. Alternativamente, según algunos otros enfoques, uno o más laminados más simples se curan primero y luego se unen simultáneamente a componentes no curados durante ciclos de curado adicionales. Otros enfoques no permiten el curado simultáneo de laminados compuestos de cierta complejidad durante un solo ciclo.

Por el contrario, algunas realizaciones permiten el curado simultáneo de laminados compuestos complejos en un solo ciclo. En al menos una realización, un laminado compuesto complejo incluye un laminado monolítico con espesor variable, o un laminado con núcleo. Un laminado monolítico con espesor variable tiene secciones estrechadas que van de espesas a delgadas, áreas de relleno espesas y/o otros detalles geométricos que varían la masa térmica del laminado compuesto complejo. Un laminado con núcleo, por ejemplo, tal como se describe con respecto a la figura 7, agrega mayor complejidad debido a la naturaleza aislante del núcleo, el espesor variable del núcleo, los diferentes tipos de material de núcleo combinados y los espesores variables de laminado de las láminas de cara superior e inferior. En algunas situaciones, una sola fuente de calor es insuficiente para mantener un perfil térmico consistente (p. ej., dentro de 10 °C de un punto de ajuste de temperatura predeterminado) en todo el espesor cambiante con múltiples capas de materiales en un laminado compuesto complejo. Al implementar disposiciones de calentamiento desde las partes superior e inferior del laminado compuesto complejo según algunas realizaciones descritas con respecto a la figura 7, es posible proporcionar un entorno de curado complejo y controlado con precisión para realizar un proceso de curado simultáneo en un solo ciclo. La eficacia de un proceso de curado simultáneo de un solo ciclo según al menos una realización no se puede lograr en otros enfoques con procesos de curado y conjunción múltiples. Además, en otros enfoques, el ingeniero de laminados compuestos se limita a simplificar sus diseños en función de la metodología de curado tradicional, lo que puede generar compromisos en las propiedades mecánicas estructurales, reducción de masa, rendimiento acústico y un diseño comprometido de estructuras y sistemas próximos inextricablemente vinculados. Estas desventajas se pueden evitar en una o más realizaciones en las que se pueden lograr estructuras compuestas de curado simultáneo complejas usando un dispositivo de incidencia de aire, ya sea solo o en cooperación con otras disposiciones de calentamiento de herramientas como se describen en este documento.

El calentamiento por incidencia de aire, en una o más realizaciones, permite mejorar la velocidad de calentamiento y la uniformidad del calentamiento para varios tipos de materiales que incluyen, aunque no de manera limitativa, piezas simples planas, de forma compleja y compuestas con núcleo. Un patrón de flujo de chorro de aire de incidencia, diseñado específicamente para una aplicación en al menos una realización, proporciona un aumento de 4 veces en la capacidad calorífica del aire, en comparación con métodos de convección simple. Combinar calentamiento por incidencia de aire dentro del entorno altamente eficiente de un sistema de procesamiento térmico y consolidación como se describe en la patente US 8.650.745 mejora la capacidad de controlar la velocidad de calentamiento y la temperatura, así como la uniformidad y el objetivo u objetivos específicos del calor en al menos una realización. En algunas realizaciones, la incidencia de aire es aplicable en la superficie o superficies de la herramienta (p. ej., la superficie superior de la herramienta 106) o material compuesto (p. ej., el conjunto de componentes 110) y los materiales de la bolsa de vacío o una combinación de ambos. El método de calentamiento por incidencia de aire descrito no se limita al curado de material compuesto, y se prevé su uso, en una o más realizaciones, para una variedad de procesos de curado y formación dentro del entorno de proceso de un sistema de procesamiento térmico y consolidación como se describe en la patente US 8.650.745.

En algunas situaciones, un sistema de procesamiento térmico y consolidación como se describe en la patente US 8.650.745 está configurado para calentar y/o enfriar rápidamente herramientas metálicas de cubierta delgada (p. ej., la herramienta 106) y laminados compuestos monolíticos delgados (p. ej., el conjunto de componentes 110) utilizando fluido térmico, inducción u otra metodología de control de temperatura integral en un lado (p. ej., el lado inferior) de la herramienta metálica, especialmente cuando el espesor de los laminados compuestos monolíticos delgados no es superior a 1,524 mm. En algunas situaciones, cuando el espesor de los laminados compuestos monolíticos es igual o superior a 1,524 mm, la eficacia de la transferencia de calor a través de tales laminados compuestos poliméricos espesos y laminados con núcleo está potencialmente limitada en vista de una o más consideraciones del proceso. En tales situaciones, es particularmente ventajoso, en algunas realizaciones, combinar el calentamiento por incidencia de aire (desde arriba) con el fluido térmico, la inducción u otra metodología de herramientas calentadas/enfriadas con control de temperatura integral (desde abajo) para mejorar el rendimiento y la versatilidad del sistema de procesamiento térmico y consolidación. El calentamiento/enfriamiento desde ambos lados logra el efecto deseado de calentamiento/enfriamiento equilibrado, mejorando la velocidad del proceso y la uniformidad del control de la temperatura en al menos una realización. Aunque es particularmente efectivo usar calentamiento/enfriamiento por incidencia de aire para laminados compuestos de polímeros espesos y laminados con núcleo, es posible usar calentamiento/enfriamiento por incidencia de aire para laminados compuestos de polímeros delgados y laminados con núcleo en al menos una realización.

Otros enfoques para usar sistemas simples de convección de aire o nitrógeno no tienen la capacidad calorífica de la incidencia de chorros y no se centran bien en el objetivo principal; en un ejemplo, el laminado compuesto. En otros enfoques, la energía se pierde a través del calentamiento de los materiales circundantes y, como resultado, es probable que se formen puntos calientes y fríos indeseables dentro del entorno de curado o formación. Varios métodos de radiación, por ejemplo, IR, UV, radio, microondas e inducción, son aplicables en un medio objetivo particular, pero generalmente requieren ajustes para alcanzar niveles optimizados o incluso susceptores específicos para calentar funcionalmente el medio objetivo.

Contrariamente a otros enfoques, en una o más realizaciones, el calentamiento por incidencia de aire ofrece una mayor flexibilidad a través de las propiedades de transferencia de calor bien conocidas del flujo de aire dirigido a alta velocidad. La capacidad de una o más realizaciones para suministrar calor a través del calentamiento por incidencia de aire se puede controlar mediante uno o más, aunque no de manera limitativa, de la velocidad del aire, el volumen de aire, el tamaño del orificio del difusor y el diseño del patrón, y el control de los elementos de calentamiento. La eficiencia total del sistema de procesamiento térmico y consolidación, incluido el calentamiento por incidencia de aire según algunas realizaciones, usa menos energía que los sistemas de curado alternativos, tales como los autoclaves.

Una o más ventajas o efectos descritos aquí con respecto al calentamiento usando el dispositivo de incidencia de aire según algunas realizaciones son aplicables con respecto al enfriamiento usando el dispositivo de incidencia de aire según algunas realizaciones.

La figura 8 es un diagrama de bloques de un sistema informático 800 según algunas realizaciones. Una o más de las funciones y/o operaciones descritas con respecto a las figuras 1-7 (por ejemplo, las descritas con respecto al controlador 402 en la figura 4) se realizan en algunas realizaciones mediante uno o más sistemas informáticos 800 de la figura 8. El sistema 800 comprende al menos un procesador 801, una memoria 802, una interfaz de red (I/F) 806, un almacenamiento 810, un dispositivo de entrada/salida (I/O) 808 acoplado comunicativamente a través de un bus 804 u otro mecanismo de comunicación de interconexión.

La memoria 802 comprende, en algunas realizaciones, una memoria de acceso aleatorio (RAM) y/o otro dispositivo de almacenamiento dinámico y/o memoria de solo lectura (ROM) y/o otro dispositivo de almacenamiento estático, acoplado al bus 804 para almacenar datos y/o instrucciones para su ejecución mediante el procesador 801, por ejemplo, kernel 814, espacio de usuario 816, partes del kernel y/o el espacio de usuario, y componentes del mismo. La memoria 802 también se usa, en algunas realizaciones, para almacenar variables temporales u otra información intermedia durante la ejecución de instrucciones a ejecutar mediante el procesador 801.

En algunas realizaciones, un dispositivo de almacenamiento 810, tal como un disco magnético o un disco óptico, está acoplado al bus 804 para almacenar datos y/o instrucciones, por ejemplo, kernel 814, espacio de usuario 816, etc. El dispositivo I/O 808 comprende un dispositivo de entrada, un dispositivo de salida y/o un dispositivo de entrada/salida combinado para permitir la interacción del usuario con el sistema 800. Un dispositivo de entrada comprende, por ejemplo, un teclado, un teclado numérico, un mouse, una bola de seguimiento, un panel táctil y/o teclas de dirección de cursor para comunicar información y comandos al procesador 801. Un dispositivo de salida comprende, por ejemplo, una pantalla, una impresora, un sintetizador de voz, etc. para comunicar información a un usuario.

En algunas realizaciones, una o más de las funciones y/o operaciones descritas con respecto a las figuras 1 a 7 (por ejemplo, las descritas con respecto al controlador 402 en la figura 4) se realizan mediante el procesador 801, que está programado para realizar dichas operaciones y/o funcionalidad. En algunas realizaciones, el procesador 801 está configurado como hardware configurado específicamente (por ejemplo, uno o más circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC)). Uno o más de la memoria 802, la I/F 806, el almacenamiento 810, el dispositivo I/O 808, los componentes de hardware 818 y el bus 804 funcionan para recibir instrucciones, datos y/o otros parámetros para procesar mediante el procesador 801. La I/F 806, en una o más realizaciones, incluye uno o más puertos, conectores, cables, módulos de hardware para comunicación inalámbrica y similares, para conexión y/o comunicación con uno o más de los componentes del sistema de procesamiento térmico y consolidación 100 descrito con respecto a las figuras 1-7.

En algunas realizaciones, las operaciones y/o la funcionalidad se realizan como funciones de un programa almacenado en un medio de grabación legible por ordenador no transitorio. En al menos una realización, las operaciones y/o la funcionalidad se realizan como funciones de un programa, tal como un conjunto de instrucciones ejecutables, almacenadas en la memoria 802. Ejemplos de un medio de grabación legible por ordenador no transitorio incluyen, aunque no de manera limitativa, una unidad de almacenamiento o memoria externa/extraíble y/o interna/incorporada, por ejemplo, uno o más de un disco óptico, tal como un DVD, un disco magnético, tal como un disco duro, una memoria semiconductora, tal como una ROM, una RAM, una tarjeta de memoria, y similares.

En algunas realizaciones, un sistema de procesamiento térmico y consolidación comprende un conjunto superior, un conjunto inferior y un dispositivo de incidencia de aire. Al menos uno del conjunto superior o el conjunto inferior es un conjunto de cámara. El conjunto superior y el conjunto inferior son móviles entre sí entre una posición abierta, en donde el conjunto superior y el conjunto inferior están separados entre sí, y una posición cerrada, en donde el conjunto superior y el conjunto inferior están acoplados entre sí y forman una cámara encerrada para recibir una herramienta. El dispositivo de incidencia de aire está dispuesto al menos parcialmente en la cámara y configurado para dirigir flujos forzados de aire a la herramienta cuando la herramienta se recibe en la cámara.

En algunas realizaciones, un método de procesamiento térmico y consolidación comprende disponer un material de un producto que se va a formar en una herramienta, disponer la herramienta con el material dispuesto en la misma en una cámara encerrada, y procesar térmicamente y consolidar el material en la herramienta en el espacio encerrado. El procesamiento térmico y la consolidación comprenden presurizar la cámara y calentar el material dispuesto en la herramienta dirigiendo chorros de aire calentado al material.

En algunas realizaciones, en un sistema de procesamiento térmico y consolidación que comprende conjuntos superior e inferior móviles entre sí y operables para formar una cámara encerrada para recibir una herramienta, un dispositivo de incidencia de aire comprende un difusor, un ventilador, al menos uno de un calentador o un intercambiador de calor, y una conducción. El difusor está configurado para dirigir flujos forzados de aire hacia la herramienta que se recibe en la cámara para procesar térmicamente y consolidar un material en la herramienta. El ventilador está configurado para suministrar un flujo de aire forzado a lo largo de una trayectoria de flujo de aire al difusor para hacer que el flujo de aire forzado salga del difusor como los flujos forzados de aire. El al menos un calentador o intercambiador de calor está dispuesto a lo largo de la trayectoria de flujo de aire y configurado para calentar o enfriar, respectivamente, aire en el flujo de aire forzado para calentar o enfriar, por medio de los flujos forzados de aire calentado o enfriado, el material en la herramienta. La conducción está dispuesta a lo largo de la trayectoria de flujo de aire y conecta una salida del ventilador al difusor. La conducción comprende un conducto superior acoplado al difusor y configurado para su unión al conjunto superior, y un conducto inferior acoplado al ventilador y configurado para su disposición en el conjunto inferior. El conducto inferior se puede conectar de manera amovible al conducto superior. El conducto superior está desconectado del conducto inferior en un primer estado correspondiente a una posición abierta en donde el conjunto superior y el conjunto inferior están separados entre sí. El conducto superior está conectado y sellado con el conducto inferior en un segundo estado correspondiente a una posición cerrada en donde el conjunto superior y el conjunto inferior están acoplados entre sí para formar la cámara.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de procesamiento térmico y consolidación (100), que comprende:

un conjunto superior (104);

un conjunto inferior (102), siendo al menos uno del conjunto superior (104) o el conjunto inferior (102) un conjunto de cámara, siendo móviles entre sí el conjunto superior (104) y el conjunto inferior (102) entre

una posición abierta, en donde el conjunto superior (104) y el conjunto inferior (102) están separados entre sí, y

una posición cerrada, en donde el conjunto superior (104) y el conjunto inferior (102) están acoplados entre sí y forman una cámara encerrada para recibir una herramienta (106); caracterizado por que un dispositivo de incidencia de aire (120) está dispuesto al menos parcialmente en la cámara, y está configurado para dirigir flujos forzados de aire a la herramienta (106) cuando la herramienta (106) se recibe en la cámara,

en donde

el dispositivo de incidencia de aire (120) comprende un difusor (128) que tiene una pared perforada (146) que incluye orificios de salida (148) configurados para estar orientados hacia la herramienta (106) cuando la herramienta (106) se recibe en la cámara,

una pared cerrada (144) dispuesta opuesta e inclinada con respecto a la pared perforada (146), la pared cerrada (144) está configurada para desviar un flujo de aire forzado hacia la pared perforada (146) y hacer que el flujo de aire forzado desviado salga por los orificios de salida (148) de la pared perforada (146) como los flujos forzados de aire, y

los orificios de salida (148) de la pared perforada (146) están configurados para dirigir los flujos forzados de aire que salen por los orificios de salida (148) hacia la herramienta (106) cuando la herramienta (106) se recibe en la cámara.

2. Sistema (100) según la reivindicación 1, que comprende además la herramienta (106), en donde

la herramienta (106) comprende una superficie configurada para recibir en la misma un material de un producto a formar, correspondiendo la superficie de la herramienta (106) a una superficie del producto, y

el dispositivo de incidencia de aire (120) está configurado para dirigir los flujos forzados de aire a la superficie de la herramienta (106) cuando la herramienta (106) se recibe en la cámara.

3. Sistema (100) según la reivindicación 1 o 2, en donde

el dispositivo de incidencia de aire (120) comprende además

un conducto superior (136) unido a una pared interior del conjunto superior, y

un conducto inferior (134) dispuesto en el conjunto inferior (102),

el difusor (128) está dispuesto en el conjunto superior (104) y está acoplado al conducto superior (136) para estar en comunicación fluida con el conducto superior (136),

el conducto superior (136) está desconectado del conducto inferior (134) en la posición abierta, y mediante el movimiento del conjunto superior (104) hacia el conjunto inferior (102) de la posición abierta a la posición cerrada, el conducto superior (136) se conecta y sella con el conducto inferior (134) en la posición cerrada para recibir un flujo de aire forzado del conducto inferior y suministrar el flujo de aire forzado al difusor.

4. Sistema (100) según la reivindicación 3, en donde

el difusor (128) se une de manera ajustable al conducto superior (136) a diferentes alturas para disponer los orificios de salida (148) a diferentes distancias de la herramienta (106) cuando la herramienta (106) se recibe en la cámara.

5. Sistema (100) según la reivindicación 1 o 2, en donde

el dispositivo de incidencia de aire (120) comprende además equipo de movimiento de aire configurado para suministrar un flujo de aire forzado a lo largo de una trayectoria de flujo de aire al difusor (128) para hacer que el flujo de aire forzado salga por los orificios de salida (148) del difusor (128) como los flujos forzados de aire.

6. Sistema (100) según la reivindicación 5, en donde

el dispositivo de incidencia de aire (120) comprende además al menos uno de un calentador o un intercambiador de calor dispuesto a lo largo de la trayectoria de flujo de aire (130) y configurado para calentar o enfriar, respectivamente, aire en el flujo de aire forzado para calentar o enfriar, a través de los flujos forzados de aire calentado o enfriado, un material de un producto a formar en la herramienta (106) cuando la herramienta (106) se recibe en la cámara.

7. Método de procesamiento térmico y consolidación, que comprende:

disponer un material de un producto a formar en una herramienta (106);

disponer la herramienta (106) con el material dispuesto en la misma en una cámara encerrada; y procesar térmicamente y consolidar el material en la herramienta (106) en la cámara encerrada presurizando la cámara, y

calentar el material dispuesto en la herramienta (106) dirigiendo chorros de aire calentado al material, caracterizado por que

un dispositivo de incidencia de aire (120) se dispone al menos parcialmente en la cámara, y configurado para dirigir flujos forzados de aire a la herramienta (106) cuando la herramienta (106) se recibe en la cámara

en donde

el dispositivo de incidencia de aire (120) comprende un difusor (128) que tiene una pared perforada (146) que incluye orificios de salida (148) configurados para estar orientados hacia la herramienta (106) cuando la herramienta (106) se recibe en la cámara,

una pared cerrada (144) dispuesta opuesta e inclinada con respecto a la pared perforada (146), la pared cerrada (144) se configura para desviar un flujo de aire forzado hacia la pared perforada (146) y hacer que el flujo de aire forzado desviado salga por los orificios de salida (148) de la pared perforada (146) como los flujos forzados de aire, y

los orificios de salida (148) de la pared perforada (146) se configuran para dirigir los flujos forzados de aire que salen por los orificios de salida (148) hacia la herramienta (106) cuando la herramienta (106) se recibe en la cámara.

8. Método según la reivindicación 7, en donde

dichos procesamiento térmico y consolidación comprenden además calentar el material indirectamente a través de la herramienta (106) que se calienta mediante una fuente de calor distinta a los chorros de aire calentado.

9. Método según la reivindicación 8, en donde

el material del producto a formar incluye un laminado compuesto complejo cuyos componentes se curan simultáneamente mediante dichos procesamiento térmico y consolidación.

10. Método según la reivindicación 10, que comprende además:

disponer un difusor (128) orientado hacia el material en la herramienta (106), y

suministrar un flujo de aire forzado calentado al difusor (128) que hace que el flujo de aire forzado calentado salga del difusor (128) como los chorros de aire calentado,

en donde los chorros de aire calentado crean un flujo de aire turbulento en un espacio entre el difusor (128) y el material en la herramienta (106).

11. Dispositivo de incidencia de aire (120) para un sistema de procesamiento térmico y consolidación (100), comprendiendo el sistema conjuntos superior (104) e inferior (102) móviles entre sí y operables para formar una cámara encerrada para recibir una herramienta (106), comprendiendo el dispositivo de incidencia de aire (120):

un difusor (128) configurado para dirigir flujos forzados de aire hacia la herramienta (106) que se recibe en la cámara para procesar térmicamente y consolidar un material en la herramienta (106);

un ventilador (122) configurado para suministrar un flujo de aire forzado a lo largo de una trayectoria de flujo de aire (130) al difusor (128) para hacer que el flujo de aire forzado salga del difusor (128) como los flujos forzados de aire;

al menos uno de un calentador (124) o un intercambiador de calor (424) dispuesto a lo largo de la trayectoria de flujo de aire (130) y configurado para calentar o enfriar, respectivamente, aire en el flujo de aire forzado para calentar o enfriar, a través de los flujos forzados de aire calentado o enfriado, el material en la herramienta (106); y

una conducción (126) dispuesta a lo largo de la trayectoria de flujo de aire (130) y que conecta una salida del ventilador (122) al difusor (128), comprendiendo la conducción

un conducto superior (136) acoplado al difusor (128) y configurado para su unión al conjunto superior (104), y

un conducto inferior (134) acoplado al ventilador (122) y configurado para su disposición en el conjunto inferior (102), siendo conectable de manera amovible el conducto inferior (134) al conducto superior (136),

en donde

el conducto superior (136) está desconectado del conducto inferior (134) en un primer estado correspondiente a una posición abierta en donde el conjunto superior (104) y el conjunto inferior (102) están separados entre sí, y

el conducto superior (136) está conectado y sellado con el conducto inferior (134) en un segundo estado correspondiente a una posición cerrada en donde el conjunto superior (104) y el conjunto inferior (102) están acoplados entre sí para formar la cámara.

12. Dispositivo de incidencia de aire (120) según la reivindicación 11, en donde

el difusor (128) comprende:

una pared perforada (146) configurada para estar orientada hacia la herramienta (106) y que tiene orificios de salida (148) y

una pared cerrada (144) dispuesta opuesta e inclinada con respecto a la pared perforada y la pared cerrada (144) está configurada para desviar el flujo de aire forzado hacia la pared perforada (146) para hacer que el flujo de aire forzado desviado salga por los orificios de salida (148) de la pared perforada (146) como los flujos forzados de aire.