BRPI0616116A2 - processo de reparação atravessante de uma estrutura de material compósito - Google Patents
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Abstract
PROCESSO DE REPARAçãO ATRAVESSANTE DE UMA ESTRUTURA DE MATERIAL COMIPóSITO As porções de reparação (6, 20, 21, 22 e 23), estabelecidas através de duas camadas de alma (16, 19), por exemplo, em colméia e três películas (2, 3, 17) de polímero, na qual duas películas externas e uma película mediana intercalada entre as camadas de alma para dar uma estrutura compósita, são instaladas e o polímero é endurecido a vácuo. Uma contra- forma (8) é apoiada sobre uma das películas (2) para garantir um bom aspecto e uma boa qualidade de superficie. De acordo com a invenção, aberturas de ventilação (24) são previstas através da película mediana (21) e eventualmente através da película (2) que recebe a contra-forma para uma boa liberação de ar da alma alveolar subjacente (20).
Description
"PROCESSO DE REPARAÇÃO ATRAVESSANTE DE UMAESTRUTURA DE MATERIAL COMPÓSITO"
A invenção se refere a um processo de reparação atravessantede uma estrutura compósita dita sanduíche duplo que compreende duascamadas de uma alma interna alveolar, entre um par de películas externas, euma película mediana alojada entre as duas camadas de alma.
Estruturas compósitas se encontram em uma quantidade deaparelhos, notadamente equipamentos de transporte ferroviários, marítimos,ou aeronáuticos; por exemplo sobre os cascos das embarcações ou sobrecarenagens externas, as bordas de ataque de aerofólio, os ailerons e osradomes de aviões. A utilização da película mediana oferece certas vantagensde transparência radioelétrica.
A estrutura é, freqüentemente, danificada em um grau queobriga a substituí-la localmente. Porções novas de películas e camadas dealma são instaladas no lugar da reparação prolongando as porções intactas, eas porções novas de películas são postas a endurecer. Para garantir umasuperfície reparada bem lisa do lado externo da estrutura, e semdesnivelamento entre a película de origem e a borda da porção nova destapelícula, uma contra-forma é colocada e pressionada sobre as porções novasantes do endurecimento, para levar a porção de reparação em nível com aestrutura de origem.
Pode-se temer um defeito de colagem entre as porções novasdas películas e das camadas de alma apesar da pressão da contra-forma. Oobjeto da invenção é eliminar este risco e assegurar a qualidade da colagementre as porções novas.
O defeito de colagem pode provir da falta de pressão da almasobre as películas durante o cozimento, realizando o endurecimento, elemesmo causado pela pressão do ar que é aprisionado nos alvéolos dascamadas de alma e que a pressão da contra-forma impede de sair por baixodas bordas da porção nova de película. Nos processos usuais, a porção areparar da estrutura é envolvida em um saco a vácuo formando uma câmarana qual o vácuo é realizado para bombear os excedentes de resina e drenareste ar a fim de facilitar a desmoldagem, mas a drenagem nem sempre éobtida de maneira satisfatória.
No caso de uma reparação atravessante de uma estrutura desanduíche compósito ou sanduíche duplo onde se substitui porçõesempilhadas de todas as películas e de todas as camadas da alma, o ar podeescapar da estrutura pelo lado que não está comprimido pela contra-forma,mas a drenagem em realidade é realizada apenas para a camada de alma maispróxima deste lado, pois a outra camada da alma, que é adjacente à películacomprimida pela contra-forma, também é limitada pela película mediana, queforma outra barragem para a drenagem do ar. Precauções devem, então, sertomadas para assegurar uma drenagem completa de tais estruturas compósitascompreendendo duas camadas de alma interna separadas por uma películamediana. Nos processos conhecidos, chega-se a isto procedendo aoendurecimento das camadas de película em várias etapas da maneira que seráindicada mais adiante, o que é demorado e pouco econômico. Propõe-se aquium processo cujo interesse essencial é o de encurtar o tempo necessário para areparação, sem, no entanto, comprometer a qualidade. Sob sua forma geral,ele consiste, em uma tal estrutura e para substituir porções de todas ascamadas por porções novas, em dispor uma contra-forma rígida sobre aporção nova da primeira película externa e em torno dela, em apoiar a contra-forma sobre a estrutura de material compósito e em endurecer as porçõesnovas das películas externas e da película mediana, caracterizado pelo fato deque ele compreende, antes do endurecimento, uma etapa de perfuração daporção nova da película mediana e a drenagem do ar contido na primeira esegunda camada da alma interna.3Em um modo de realização particular, o processo compreende,antes do endurecimento e da drenagem, uma etapa de perfuração da porçãonova da primeira película externa.
O endurecimento pode ser realizado em duas etapas, ou atémesmo em uma somente, no modo particular acima, ao invés de três deacordo com o processo anterior.
Estes aspectos da invenção, bem como outros serão, agora,descritos em conexão às seguintes figuras:
- a figura 1 é uma vista geral de um processo de reparaçãoclássico,
- e as figuras 2 e 3 ilustram duas variantes principais derealização da invenção.
A estrutura da figura 1 compreende uma estrutura interna 1interna e duas películas externas 2 e 3 opostas entre as quais a estruturainterna 1 é intercalada com colagem. As películas externas 2 e 3 sãocompostas geralmente de camadas dobradas de polímero que se drapejousucessivamente e depois se fez endurecer. A estrutura interna 1 é composta deduas camadas de alma 16 e 19 alveolares freqüentemente constituídas de umaestrutura de colméia cujas células se estendem de uma das películas externas2 à outra 3. Estas duas camadas de alma são separadas por uma terceirapelícula que é uma película mediana 17 da mesma natureza que as películasexternas 2 e 3. A reparação consiste em substituir uma porção da estrutura poruma porção nova composta de uma porção nova de película 6 que prolonga apelícula externa 2 do lado externo da estrutura, de uma porção nova deprimeira camada de alma 20 que prolonga a primeira camada de alma 16, deuma porção nova de película mediana 21 que prolonga a película mediana 17,de uma porção nova de segunda camada de alma 22 que prolonga a segundacamada de alma 19 e de uma porção nova de película 23 que prolonga apelícula externa 3 do lado interno da estrutura; as partes novas 6, 20, 21, 22 e23 empilhadas uma sobre as outras nesta ordem.
O ferramental tradicional compreende uma contra-forma 8,usualmente em forma de placa que se dispõe sobre a porção nova de película6. A face inferior da contra-forma 8, apoiada sobre a porção nova de película6 e, em torno dela, sobre um contorno da película externa 2 de origem, temuma forma e uma qualidade de superfície que corresponde a estas que se querobter para a película externa 2 após a reparação. A contra-forma 8 épressionada sobre a película externa 2 e comprime a porção nova de película6. Isto é realizado fechando a porção a reparar da estrutura de um saco avácuo 9 cujas aberturas de ventilação 10 sobre cada face da estrutura estãoligadas a uma bomba a vácuo 11 ou a uma aparelhagem similar. Esteirasaquecidas 12 são deslizadas no saco a vácuo 9 para cozer as camadas depolímero das porções novas de película 6 impregnadas de resina. Oaquecimento pode também ser realizado por outros meios tais como oaquecimento por infravermelho. A face inferior da contra-forma 8 é,freqüentemente, coberta politetrafluoretileno (PTFE) para assegurar adesmoldagem fácil após o endurecimento; uma folha de arranque 13 podetambém ser deslizada sob ela, em contato com a porção nova de película 6.
Por fim, tecidos de meio ambiente 7 são colocados entre as faces internas dosaco a vácuo 9 e as esteiras aquecidas 12. A drenagem se efetua através deles.
A bomba a vácuo 11 aspira o ar incluído no saco a vácuo 9,mas é impotente para fazê-lo de modo conveniente para o ar incluído nosalvéolos de almas internas 16 e 19 sob a porção nova de película 6, pois apressão da contra-forma 8 o impede de se escoar para baixo da borda daporção nova de película 6 produzindo uma aderência suficiente para aestanqueidade com a porção original da película externa 2. Defeitos decolagem entre as porções novas de película e alma poderia aparecer após oendurecimento.Nas realizações conhecidas do processo de reparação,primeiramente, drapeja-se a porção nova de película 6 e depois se instala aporção nova da primeira camada de alma 20 sobre ela e se completa oendurecimento; e depois se drapeja a porção nova de película mediana 21, seinstala a porção nova da segunda camada de alma 22, e se completa oendurecimento da porção nova de película mediana 21; e por fim se drapeja aporção nova de película externa 23 oposta à precedente (6) e a endurece. Esteprocesso com três etapas distintas de endurecimento pode levar vários dias,enquanto que o processo da invenção é muito mais curto. Ele consiste, antesde realizar o primeiro endurecimento, em instalar também a porção nova depelícula mediana 21 e a segunda camada de alma 22 e fazer aí furos deabertura de ventilação 24. O esvaziamento a vazio produz então umaevacuação do ar presente na porção nova da primeira camada de alma 20pelos furos de abertura de ventilação 24 ilustrados na figura 2. O endurecimento conjunto e simultâneo das porções novas de película externade película mediana 6 e 21 pode então ser completado. A porção nova dapelícula externa 23 oposta é, em seguida, instalada e esta última é colocadapara endurecer em segunda e última etapa. A resina que impregna as dobrasda porção nova de película mediana 21 tendo escoado nas aberturas deventilação 24 e tendo obstruído as mesmas endurecendo (a menos que elassejam excessivamente largas), uma boa ancoragem entre a colméia daprimeira camada de alma 16 e da película mediana 17 é obtida.
Uma variante da invenção consiste a realizar o endurecimentode todas as porções novas 6, 21 e 23 e a drenagem de todas as porções novasdas camadas de alma 20 e 22 em uma só etapa, o que é possível se asaberturas de ventilação 24 forem bastante numerosas, e notadamente no casoda figura 3. Nas aberturas de ventilação 24 já encontradas são acrescentadosaberturas de ventilação 25 perfuradas através da porção nova de películaexterna 6 situada do lado da contra-forma 8, permitindo ao ar presente naporção nova da primeira camada de alma 20 ser liberado dos dois lados combastante facilidade para que o endurecimento de todas as porções novas depelículas 6, 21 e 23 sejam realizados ao mesmo tempo. As aberturas deventilação 25 também são obstruídas ao mesmo tempo pela resina queimpregna a porção nova 6 e que se escoa durante o aquecimento. A qualidadede superfície da película externa 2 não é comprometida se as aberturas deventilação 25 ocuparem uma pequena superfície. Na prática, realizar-se-iampor meio de um perfurante ou uma ponta. Seu calibre será, consequentemente,mais fino do que o das aberturas de ventilação 24.
O número, a grossura e a disposição das aberturas deventilação serão escolhidos de acordo com a largura da porção a reparar e osoutros parâmetros dimensionais. Disposições correntes para as aberturas deventilação 24 poderão assim compreender somente uma abertura deventilação 24 no centro da porção reparada, ou um círculo de algumasaberturas de ventilação, que serão, então, mais estreitas, a distânciaeqüidistante do centro desta porção reparada.
Claims (4)
1. Processo de reparação atravessante de uma estrutura dematerial compósito compreendendo sucessivamente uma primeira películaexterna (2), uma primeira camada de alma alveolar (16), uma películamediana (17), uma segunda camada de alma alveolar (19), uma segundapelícula externa (3), consistindo em substituir porções das referidas películasexternas, da referida película mediana e das referidas camadas de alma porporções novas (6, 20, 21, 22, 23), em dispor uma contra-forma rígida (8)sobre a porção nova da primeira película externa (6) e em torno dela, emapoiar a contra-forma sobre a estrutura de material compósito e em endureceras porções novas das películas externas e da película mediana (6, 21, 23),caracterizado pelo fato de que compreende, antes do endurecimento, umaetapa de perfuração (24) da porção nova da película mediana (21) e dedrenagem do ar contido na primeira e segunda camada (20, 22) da almainterna.
2. Processo de reparação atravessante de uma estrutura dematerial compósito de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fatode que compreende, antes do endurecimento e da drenagem, uma etapa deperfuração (25) da porção nova da primeira película externa (6).
3. Processo de reparação atravessante de uma estrutura dematerial compósito de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2,caracterizado pelo fato de que o endurecimento é feito apenas em duas etapas,a primeira etapa relativa às porções novas da primeira película externa e dapelícula mediana (6, 21), a segunda etapa relativa à porção nova da segundapelícula externa (23), as porções novas da segunda camada de alma (22) e dasegunda película externa (23) sendo instaladas entre as duas etapas.
4. Processo de reparação atravessante de uma estrutura dematerial compósito de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fatode que o endurecimento é realizado em apenas uma etapa.
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