BRPI0908802B1

BRPI0908802B1 - Pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, estrutura compósita tridimensional reforçada com uma pré-forma, método de fabricação de uma pré-formausada para reforçar uma estrutura compósita e método de fabricação de uma estrutura compósita tridimensional

Info

Publication number: BRPI0908802B1
Application number: BRPI0908802-4A
Authority: BR
Inventors: Donald Rose; Jonathan Goering; Steve Biddle
Original assignee: Albany Engineered Composites, Inc.
Priority date: 2008-02-11
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2019-05-14
Also published as: PL2242645T3; KR101851381B1; AU2009215014A1; CN101998905B; JP5548624B2; MX2010008730A; US8440276B2; KR20110002009A; ES2622131T3; HUE031749T2; TWI598237B; BRPI0908802A2; AU2009215014B2; ZA201005736B; US20090202763A1; CA2714602C; AU2009215014B9; RU2504478C2; JP2011516294A; WO2009102650A1

Abstract

pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, estrutura compósita tridimensional reforçada com uma pré-forma, método de fabricação de uma pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita 5 e método de fabricação de uma estrutura compósita tridimensional a presente invenção relaciona-se a pré-formas de fibras multidirecionalmente reforçadas que se ajustam facilmente a curvaturas complexas, tais como invólucros compósitos de pás de turbinas, anéis de retenção de motores a jato, molduras de fuselagem de aeronaves, molduras de janelas de aeronave e anéis flangeados para prender nacelle (barquinhas) a motores de aeronaves. a presente invenção proporciona pré-formas tecidas de formato multidirecionalmente reforçado com resistência melhorada para estruturas compósita que são de natureza axissimétrica, assim como também não axissimétricas. a invenção é uma pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita (de combinação) que inclui uma parte de tecido entretecido de contorno, bi-axialmente trançado, triaxialmente trançado ou parte de tecido de viés e/ou uma parte de tecido entretecido de viés e um método de fazer os mesmos. a pré-forma pode incluir opcionalmente uma parte tridimensionalmente tecida. a combinação de diferentes formas de tecidos permite que a pré-forma seja produzida sem cortar e suturar as dobras individuais. a eliminação destes cortes e suturas melhora a resistência e desempenho da estrutura resultante.

Description

“PRE-FORMA USADA PARA REFORÇAR UMA ESTRUTURA COMPÓSITA, ESTRUTURA COMPÓSITA TRIDIMENSIONAL REFORÇADA COM UMA PRÉ-FORMA, MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UMA PRÉ-FORMA USADA PARA REFORÇAR UMA ESTRUTURA COMPÓSITA E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UMA ESTRUTURA COMPÓSITA TRIDIMENSIONAL”

Antecedentes da Invenção

Campo de invenção

A presente invenção refere-se a pré-formas de tecido para materiais compósitos reforçados e, em particular, a pré-formas de tecido de forma reforçada multidirecionalmente para estruturas compósitas.

Incorporação por Referência

Todas as patentes, pedidos de patentes, documentos, referências, instruções do fabricante, descrições, especificações de produtos e fichas dos produtos para quaisquer produtos mencionados neste documento são incorporados neste documento por referência, e podem ser empregados na prática da invenção.

Descrição da Técnica Precedente

O uso de materiais compósitos reforçados para produzir componentes estruturais está agora difundido, particularmente em aplicações onde as características desejáveis deles são procurar serem leves em peso, fortes, resistentes, resistentes termicamente, autossustentáveis e adaptáveis a serem formados e moldados. Esses componentes são usados, por exemplo, em aeronáutica, aeroespaço, satélite, recreativo (como em corridas de barcos e automóveis) e outras aplicações.

Tipicamente esses componentes consistem em materiais de reforço incorporados em materiais de matriz. O componente de reforço pode ser feito a partir de materiais tais como vidro, carbono, cerâmica, aramida,

Petição 870180150483, de 12/11/2018, pág. 11/17

2/23 polietileno e/ou outros materiais que exibem propriedades físicas, térmicas, químicas e/ou outras propriedades desejadas, entre as quais a principal é a grande resistência contra falha por stress. Através do uso de tais materiais de reforço, que ultimamente se tornaram elementos 5 constituintes do componente concluído, as características desejadas dos materiais de reforço, tais como resistência muito alta, são transmitidas ao componente compósito concluído. Os materiais de reforço constituintes, tipicamente, podem ser tecidos, tricotados, não tecidos ou de outra maneira orientados em configurações e formas desejadas para pré10 formas de reforço. Usualmente atenção particular é dada para assegurar a utilização ótima das propriedades para as quais os materiais de reforço constituintes foram selecionados. Usualmente tais pré-formas de reforço são combinadas com material de matriz para formar componentes acabados desejados ou para produzir estoque de trabalho para a 15 produção final de componentes acabados.

Após a pré-forma de reforço desejada ter sido construída, o material de matriz pode ser introduzido a e dentro da pré-forma, de modo que tipicamente a pré-forma de reforço se torne encerrada no material de matriz e o material de matriz preencha as áreas intersticiais 20 entre os elementos constituintes da pré-forma de reforço. O material de matriz pode ser qualquer de uma grande variedade de materiais, tais como epóxi, fenólico, poliéster, vinil-éster, cerâmica, carbono e/ou outros materiais, que também exibem propriedades físicas, térmicas, químicas e/ou outras propriedades desejadas. Os materiais escolhidos 25 para usar como a matriz podem ou podem não ser os mesmo que aqueles da pré-forma de reforço e podem ou podem não ter propriedades físicas, químicas, térmicas ou outras propriedades comparáveis. Tipicamente, entretanto, eles não serão dos mesmos materiais ou terão propriedades físicas, químicas, térmicas ou outras propriedades 30 comparáveis, uma vez que um objetivo usual busca usar compósitos no primeiro lugar para alcançar uma combinação de características no produto acabado que não é atingível através do uso de um material

3/23 constituinte sozinho. Então combinados, a pré-forma de reforço e o material de matriz podem então ser curados e estabilizados na mesma operação por ajuste térmico ou outros métodos conhecidos, e então submetidos a outras operações em direção a produção do componente desejado. É significante notar neste ponto que após ser então curada, a então massa solidificada do material de matriz normalmente é muito fortemente aderida ao material de reforço (por exemplo, a pré-forma de reforço). Como resultado, o stress no componente acabado, particularmente via seu material de matriz agindo como um aderente entre fibras, pode ser efetivamente transferido a e suportado pelo material constituinte da pré-forma de reforço.

Frequentemente, pretende-se produzir componentes em configurações que são outras que tais formas geométricas simples como (por si) placas, folhas, sólidos retangulares ou quadrados etc. Um jeito para fazer isso é combinar tais formas geométricas básicas nas formas mais complexas desejadas. Uma tal combinação típica é feita juntando-se pré-formas de reforço feitas como descrito acima em um ângulo (tipicamente um ângulo reto) com relação uma com a outra. Os propósitos usuais para tais arranjos angulares de pré-formas de reforço juntas são criar uma forma desejada para formar uma pré-forma de reforço que inclui uma ou mais paredes de extremidade, ou para reresistênciar a combinação resultante de pré-formas de reforço e a estrutura compósita que ela produz contra deílexão ou falha em ser exposta a resistências exteriores, tais como pressão ou tensão. Em qualquer caso, uma consideração relacionada é fazer cada junção entre os componentes constituintes o mais forte possível. Dada a resistência muito alta desejada dos constituintes de pré-forma de reforço por si, a fraqueza das junções se torna, efetivamente, uma “ligação fraca” em uma “cadeia” estrutural.

Na técnica relacionada, na Patente U.S. 4.847.063 é ensinada uma cavidade, artigo compósito carbono/carbono em torno de um eixo

4/23 de simetria, no qual um mandril refratário de calor é formado para fornecer uma configuração de superfície interior desejada e uma ou mais lonas de filamentos de carbono estáveis termicamente são trançados sobre a superfície do mandril. As lonas são então impregnadas com um líquido carbonizável impregnante e a reunião de lonas e mandril impregnados é tratada termicamente de modo a carbonizar o impregnante.

A Patente U.S. 5.070.914 refere-se a um tecido têxtil triaxial para usar como um tecido têxtil de reforço para um material compósito em que o módulo de elasticidade é tornado isotrópico e o tecido é deformado em uma configuração tri-dimensional sem mudar os ângulos de orientação. O tecido compreende um grande número de fios oblíquos estendendo-se em uma direção radial a partir do centro do tecido têxtil e um fio circunferencial tecido em espiral numa direção circunferencial entre os fios oblíquos. Cada um dos fios oblíquos adjacentes é entrelaçado uns com os outros e o fio circunferencial é tecido entre os fios oblíquos entrelaçados tal que tal entrelaçamento aparece entre cada bobina adjacente do fio circunferencial tecido em espiral. A etapa de entrelaçamento toma lugar após inserção do fio circunferencial e antes de um movimento ascendente e descendente dos fios oblíquos alternados.

A Patente U.S. 5.619.903 ensina uma pré-forma trançada para estruturas compostas, tendo um eixo longitudinal e uma pluralidade de fios trançados de fibra estrutural. Um membro alongado, uma haste pultrudada, tendo uma rigidez maior que aquelas dos fios de fibra estrutural é entrelaçada nos fios trançados paralela ao eixo longitudinal do membro trançado, que é um tubo trançado triaxialmente.

Embora a técnica precedente tenha procurado melhorar àcerca da integridade estrutural dos compósitos reresistênciados e tenha alcançado sucesso, há um desejo de melhorar isso ou resolver o problema através de uma abordagem diferente daquelas reveladas acima. A este respeito, uma abordagem pode ser criar uma estrutura tri-dimensional

5/23 (“3D”) de tecido por máquinas especializadas. Outra abordagem seria tecer uma estrutura bi-dimensional (“2D”) e dobrá-la na forma. Entretanto, isto tipicamente resulta em partes que se distorcem quando a pré-forma é dobrada. A distorção ocorre porque os comprimentos de fibra como tecido são diferentes do que eles deveriam ser quando a préforma é dobrada. Isto causa covinhas e ondulações em áreas onde os comprimentos de fibra como tecido são muito pequenos e curvaturas nas áreas onde comprimentos de fibra são muito longos. Estas distorções causam anomalias de superfície indesejáveis e reduzem a resistência e rigidez do componente. Embora isto possa ser aliviado cortando e lançando, esse procedimento é indesejável, uma vez que isto é trabalho intensivo ou de outro modo pode comprometer a integridade da préforma. Pré-formas 3D axissimétricas são assim desejáveis, porque elas proporcionam resistência aumentada em relação aos compósitos laminados 2D. Estas pré-formas são particularmente úteis em aplicações que exigem que o compósito transporte cargas fora do plano, tais como em aplicações aeroespaciais.

Outras técnicas incluem enrolamento de filamento, que é uma técnica de localização de fibra contínua pela qual as fibras são envolvidas ao redor de um mandril. Esta técnica de fabricação não é aplicável a todas as formas geométricas. Por exemplo, ponte de fibra ocorre ao longo de superfícies que tem formas côncavas. Além disso, é difícil obter uma cobertura uniforme de material em uma seção curva usando enrolamento de filamento. Embora enrolamento de filamento seja uma tecnologia altamente automatizada, enrolar o filamento num laminado multi-camada de forma complexa pode requerer tempo considerável devido à taxa de dispensação de material baixa.

A distribuição de cabo é uma tecnologia semelhante a enrolamento de filamento na medida em que fitas e reboques únicos/múltiplos de material são dispensados em um mandril. Ao contrário de enrolamento de filamento, os reboques podem ser descontínuos em comprimento e

6/23 reboques podem ser colocados ao longo de superfícies côncavas. Usando reboques descontínuos, é possível obter próximo a cobertura uniforme de material através de uma parte curva e é possível manter o ângulo de fibra desejado. Entretanto, o processo pode ser lento e restrito a materiais pré-impregnados, e portanto caro.

A Patente U.S. 5.394.906 (a seguir meramente, “a Patente ‘906”) refere-se a um aparelho para fabricar tecidos planos ou tri-dimensionais em linha reta ou curvos para fabricação em estruturas compostas. Os fios de preenchimento são inseridos entre camadas de fios da urdidura, e um palheta inclinada ou curva, dependendo da orientação dos fios da urdidura, é usada para compactar ou “beat-up” os fios da urdidura. A patente ‘906 ainda revela que os fios da urdidura do tecido podem ser curvados usando rolos cônicos ou uma combinação de cônicos e cilíndricos para efetuar a captura de tecido diferencial dos fios da urdidura para obter um raio constante de curvatura dos fios da urdidura. Em uma modalidade adicional, a Patente ‘906 revela um dispositivo de captura de tecido de barra de fixação usado para efetuar a captura de tecido diferencial dos fios da urdidura para obter fios da urdidura em linha reta, fios da urdidura curvados com um raio constante de curvatura, fios da urdidura curvados com um raio de curvatura não constante ou alguma combinação de fios da urdidura em linha reta e curvados. Ainda noutra modalidade, flanges para uma forma ‘C’ curvada são formados inserindo alternadamente os fios da urdidura através de fios de dente adjacentes da palheta para permitir tecelagem vertical dos flanges. Estas características, entretanto, requerem máquinas de tecelagem desenhadas personalizadas que usam palhetas inclinadas ou curvas para inserir fios de preenchimento entre os fios da urdidura. A máquina também requer um desenho especial para seu mecanismo “beat-up”, que novamente depende da orientação dos fios de preenchimento na estrutura. A produção de uma máquina de tecelagem especial meramente para produzir uma estrutura de desenho particular não é só cara, mas também é limitada a este desenho particular. Adicionalmente,

7/23 estas máquinas funcionam a velocidades relativamente mais baixas do que a máquina de tecelagem convencional, porque a inserção dos fios de preenchimento segue um trajeto inclinado ou curvo, que reduz drasticamente a velocidade do tear.

A Patente U.S. 6.086.968 (a seguir meramente, “a Patente ‘968”) fornece materiais de tecido tendo uma variedade de formas bi- e tridimensionais. Os materiais são construídos variando continuamente a densidade e/ou direções das fibras ou fios da urdidura e/ou da trama durante o processo de tecelagem mecânico. Estes materiais são tecidos em torno de um objeto e são impregnados posteriormente com material de matriz.

Embora as Patentes ‘906 e ‘968 ofereçam vantagens sobre outras técnicas precedentes discutidas acima, para muitas aplicações estruturais que não são verdadeiramente axissimétricas, características estruturais adicionais precisam ser adicionadas para reresistênciar a estrutura e proporcionar estabilidade mecânica em todas as direções. Por conseguinte, mero uso de pré-formas de tecido 2D ou 3D convencionais não fornecem adequadamente a resistência requerida em todas as direções. Portanto, seria um avanço no estado da técnica proporcionar uma estrutura e método de formar pré-formas de tecido de forma reforçada multidirecionalmente para estruturas compostas que têm resistência melhorada em ambas configurações axissimétricas bem como não-axissimétricas.

Sumário da Invenção

A presente invenção refere-se a um método para combinar tecidos formados usando técnicas, tais como, por exemplo, trançado bi-axial, trançado tri-axial, tecelagem polar, tecelagem na direção da urdidura, tecelagem de contorno e tecelagem tri-dimensional, para produzir um laminado que é multidirecionalmente reresistênciado e obedece facilmente a curvaturas complexas, tais como por exemplo, caixas de

8/23 ventilador de turbina composta, anéis de contenção de motor a jato, estruturas de fuselagem de aeronaves, caixilhos de janela de aeronaves, e anéis flangeados para anexar naceles ao motor de aeronaves. A presente invenção proporciona pré-formas de tecido de forma reforçada multidirecionalmente com resistência melhorada para estruturas compostas que são axissimétricas bem como não axissimétricas na natureza.

A combinação de diferentes formas de tecidos permite que a préforma seja produzida sem corte nem lançamento das lonas individuais. A eliminação destes cortes e lançamentos melhora a resistência e desempenho da estrutura resultante.

Por conseguinte, a presente invenção é direcionada a pré-formas de tecido que usam uma combinação de técnicas de fabricação têxtil, tais como, por exemplo, tecelagem de contorno, tecelagem polar, trançado bi-axial, trançado tri-axial, tecelagem na direção da urdidura e tecelagem tri-dimensional para produzir uma estrutura que é primeiramente axissimétrica, mas pode incluir alguns reforços não axissimétricos. Reforços são proporcionados nas direções de arco (0^o) e axial (90°) bem como reforço a ± 45° em relação à direção de arco. Estas préformas são usadas em aplicações tais como caixas de ventilador de turbina composta, anéis de contenção de motor a jato, estruturas de fuselagem de aeronaves, caixilhos de janela de aeronaves e anéis flangeados para anexar naceles ao motor de aeronaves.

A invenção conforme uma modalidade é um caixilho de janela de aeronave formado a partir de uma pré-forma de multi-elemento compreendendo uma trança bi-axial, um tecido de tela polar, um tecido de tela de contorno e um elemento de forma triangular tecido tridimensionalmente que preenche a lacuna entre a estrutura laminada dos três elementos.

A invenção conforme uma modalidade é uma estrutura de fusela

9/23 gem de aeronave formada a partir de uma pré-forma de multi-elemento compreendendo uma trança bi-axial, um tecido de tela de contorno e um elemento de forma tecido tri-dimensionalmente.

Mais especificamente, uma modalidade da invenção é uma préforma usada para reresistênciar uma estrutura compósita incluindo uma primeira parte compreendendo uma pluralidade de camadas alternadas de um tecido de tela de contorno e um tecido de compensação, em que o tecido de tela de contorno inclui uma ou mais camadas de fios da urdidura entrelaçados com uma ou mais camadas de fios da trama, em que uma ou mais camadas de fios da urdidura mantêm uma forma de contorno no tecido de tela de contorno, em que o tecido de compensação inclui uma pluralidade de fios entrelaçados em ângulos oblíquos para uma ou mais camadas de fios de urdidura e trama. A préforma pode ainda incluir uma segunda parte compreendendo um tecido de tela tri-dimensional, em que a segunda parte é anexada à primeira parte. A pré-forma ainda inclui uma terceira parte compreendendo uma pluralidade de camadas alternas de um tecido de tela polar e o tecido de compensação, em que o tecido de tela polar é formado realizando tecido diferencial tomado de uma pluralidade de fios da urdidura de uma borda de lado do tecido de tela polar a uma borda de lado oposto para criar fios de urdidura curvos para transmitir uma configuração curva plana ao tecido de tela polar.

Ainda outra modalidade da invenção é uma estrutura compósita reforçada com uma pré-forma incluindo uma primeira parte tendo uma pluralidade de camadas alternas de um tecido de tela de contorno e um tecido de compensação, em que o tecido de tela de contorno inclui uma ou mais camadas de fios da urdidura entrelaçados com uma ou mais camadas de fios da trama, em que uma ou mais camadas de fios da urdidura mantêm uma forma de contorno no tecido de tela de contorno, em que o tecido de compensação inclui uma pluralidade de fios entrelaçados em ângulos oblíquos com as uma ou mais camadas de fios da

10/23 urdidura e da trama; e um material de matriz. A pré-forma ainda inclui uma segunda parte compreendendo um tecido de tela tri-dimensional, em que a segunda parte é anexada à primeira parte. A pré-forma ainda inclui uma terceira parte compreendendo uma pluralidade de camadas de alternas de um tecido de tela polar e o tecido de compensação, em que o tecido de tela polar é formado executando tecido diferencial tomado de uma pluralidade de fios da urdidura de uma borda de lado do tecido de tela polar a uma borda de lado oposto para criar fios da urdidura curvos para transmitir uma configuração curva plana ao tecido de tela polar.

Ainda outra modalidade da invenção é um método de fabricar uma pré-forma usada para reresistênciar uma estrutura compósita incluindo as etapas de formar uma primeira parte dispondo em camadas uma pluralidade de camadas alternas de um tecido de tela de contorno e um tecido de compensação, em que o tecido de tela de contorno é formado entrelaçando uma ou mais camadas de fios da urdidura com uma ou mais camadas de fios da trama, em que uma ou mais camadas de fios da urdidura mantêm uma forma de contorno no tecido de tela de contorno após ser tecido, em que o tecido de compensação é formado entrelaçando uma pluralidade de fios em ângulos oblíquos uma ou mais camadas de fios da urdidura e da trama. O método ainda inclui as etapas de formar uma segunda parte tecendo tri-dimensionalmente um tecido; e anexando a segunda parte à primeira parte. O método pode também incluir a etapa de formar uma terceira parte dispondo em camadas uma pluralidade de camadas alternas de um tecido de tela polar e o tecido de compensação, em que o tecido de tela polar é formado executando tecido diferencial tomado de uma pluralidade de fios da urdidura de uma borda de lado do tecido de tela polar a uma borda de lado oposta para criar fios da urdidura curvos para transmitir uma configuração curva plana ao tecido de tela polar.

Ainda outra modalidade da invenção é um método de fabricar uma

11/23 estrutura compósita tri-dimensional reforçada com uma pré-forma compreendendo as etapas de formar uma primeira parte da pré-forma, dispondo em camadas uma pluralidade de camadas alternas de um tecido de tela de contorno e um tecido de compensação, em que o tecido de tela de contorno é formado entrelaçando uma ou mais camadas de fios da urdidura com uma ou mais camadas de fios da trama, em que uma ou mais camadas de fios da urdidura mantêm uma forma de contorno no tecido de tela de contorno após ser tecido, em que o tecido de compensação é formado entrelaçando uma pluralidade de fios em ângulos oblíquos uma ou mais camadas de fios da urdidura e da trama; e impregnando a pré-forma com um material de matriz. O método ainda inclui as etapas de formar uma segunda parte da pré-forma tecendo tridimensionalmente um tecido; e anexando a segunda parte à primeira parte. O método pode também incluir a etapa de formar uma terceira parte da pré-forma dispondo em camadas uma pluralidade de camadas alternas de um tecido de tela polar e o tecido de compensação, em que o tecido de tela polar é formado executando tecido diferencial tomado de uma pluralidade de fios da urdidura a partir de uma borda de lado do tecido de tela polar a uma borda de lado oposta para criar fios da urdidura curvos para transmitir uma configuração curva plana ao tecido de tela polar.

Portanto, um objetivo da presente invenção é eliminar a necessidade de cortar e lançar tecidos ou lonas de reforço individuais para estruturas tri-dimensionais.

É ainda um objetivo como parte disto simplificar a fabricação dessas estruturas e reduzir a exigência de trabalho.

Ainda outro objetivo da invenção é proporcionar uma pré-forma tri-dimensional que é de um desenho que é uma alternativa para e/ou uma melhora em pré-formas e/ou estruturas compostas de reforço existentes até agora disponíveis.

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Ainda outro objetivo da invenção é proporcionar a essa pré-forma tri-dimensional que pode ser formada em forma sem distorção das fibras compreendendo a pré-forma.

Ainda outro objetivo é proporcionar um método de criar um tecido de reforço que pode ser prontamente adaptado a criar uma ampla variedade de estruturas tri-dimensionais diferentes.

É ainda outro objetivo da presente invenção proporcionar um método para produzir uma pré-forma de tecido ou fibra que mantém a orientação geometria global e uniformidade de espessura de camada de fibra apropriadas. A invenção proposta não é, entretanto, limitada a esta geometria de seção transversal particular ou a orientação de fibra a 0,90 e +/- 45 graus. Na verdade, o ângulo de fibra pode ser especificado como uma função da posição ao longo da estrutura, e a largura do tecido pode mudar ao longo do comprimento da estrutura.

Outro objetivo da presente invenção é facilitar a fabricação de uma ampla gama de pré-formas que pode ser usada para fazer peças estruturais compostas estruturalmente eficientes menos caras, que foram previamente caras, estruturalmente ineficientes ou não fabricáveis.

Estes e outros objetivos e vantagens serão evidentes a partir da presente invenção. A presente invenção é direcionada em direção a fornecer uma pré-forma especialmente desenhada adequada como o reforço para uma estrutura compósita tri-dimensional. O reforço de fibra é um que pode ser tecido em maquinaria de tecelagem convencional e em seguida dobrado em sua forma final antes da impregnação de resina sem produzir uma distorção indesejável nas fibras. Isto é realizado ajustando o comprimento das fibras durante a tecelagem tal que alguns são pequenos em algumas áreas e longos em outras. As fibras são então igualadas quando a pré-forma é dobrada em forma que proporciona uma transição suave na dobra. Ver, por exemplo, a Patente U.S. 6.446.675, cuja revelação é incorporada neste documento por referência. Também,

13/23 enquanto referência é feita a pré-formas de tecido, sua aplicabilidade a não tecidos, tais como trançados ou malha ligada, por exemplo, será evidente para alguém qualificado na técnica.

Para um melhor entendimento da invenção, suas vantagens de operação e objetivos específicos atingidos por seus usos, é feita referência à matéria descritiva em anexo em que são ilustradas modalidades da invenção preferidas, mas, sem limitação.

Os termos “compreendendo” e “compreende” nesta revelação podem significar “incluindo” e “inclui” ou podem ter o significado comumente dado ao termo “compreendendo” ou “compreende” na Lei de Patente US. Os termos “consistindo essencialmente em” ou “consiste essencialmente em” se usado nas reivindicações têm o significado atribuído a eles na Lei de Patente US. Outros aspectos da invenção são descritos em ou são óbvios a partir (e no âmbito da invenção) da revelação seguinte.

Breve Descrição dos Desenhos

Os desenhos anexados, que estão incluídos para proporcionar uma maior compreensão da invenção, são incorporados e constituem uma parte deste Relatório Descritivo. Os desenhos apresentados neste documento ilustram diferentes modalidades da invenção e junto da descrição servem para explicar os princípios da invenção. Nos desenhos:

As Figuras l(a) & l(b) mostram etapas em um método de preparação de uma pré-forma reforçada multidirecionalmente conforme uma modalidade da invenção;

A Figura 2 mostra uma pré-forma reforçada multidirecionalmente conforme um aspecto da invenção;

As Figuras 3(a) 85 3(b) mostram uma vista de seção transversal de uma pré-forma reforçada multidirecionalmente mostrada na Figura 2;

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A Figura 4 mostra uma pré-forma de anel flangeado reresistênciado multidirecionalmente conforme uma modalidade da invenção;

A Figura 5 mostra uma vista de seção-transversal da pré-forma reforçada multidirecionalmente mostrada na Figura 4;

As Figuras 6a e 6b mostram fotos de uma pré-forma reforçada multidirecionalmente de acordo com uma modalidade da invenção;

A Figura 7 mostra uma pré-forma reforçada multidirecionalmente conforme um aspecto da invenção.

A Figura 8 mostra uma vista de seção transversal da pré-forma reforçada multidirecionalmente mostrada na Figura 7;

A Figura 9 mostra uma etapa em um método de preparação de uma pré-forma reforçada multidirecionalmente de acordo com uma modalidade da invenção; e

A Figura 10 mostra uma etapa em um método de preparação de uma pré-forma reforçada multidirecionalmente conforme uma modalidade da invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades Preferidas

A invenção imediata será, agora, descrita mais integralmente a seguir com referência aos desenhos anexados, em que modalidades preferidas da invenção são mostradas. Esta invenção pode, entretanto, ser incorporada em muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às modalidades ilustradas descritas neste documento. Ao contrário, estas modalidades ilustradas são fornecidas de modo que esta revelação será profunda e completa, e transmitirá totalmente o escopo da invenção àqueles com habilidade na técnica.

Na descrição que segue, caracteres de referência semelhantes designam partes semelhantes ou correspondentes através de todas as

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Figuras. Adicionalmente, na descrição seguinte, é entendido que termos tais como “superior”, “mais baixo”, “topo” e “inferior” e assim por diante são palavras de conveniência e não devem ser interpretadas como termos limitativos.

Passando, agora, para as Figuras, a invenção de acordo com uma modalidade é um método de fabricar uma pré-forma de fibra reforçada multidirecionalmente para usar em aplicações de alta resistência, tais como, por exemplo, um invólucro compósito de ventilador de turbina, um anel de contenção de motor a jato, uma estrutura de fuselagem de aeronave, um caixilho de janela de aeronave ou em anéis flangeados para anexar nacelas aos motores da aeronave.

O método conforme esta modalidade usa uma combinação de duas ou mais técnicas de fabricação têxtil, tais como, por exemplo, tecelagem de contorno, tecelagem polar, trançado bi-axial, trançado triaxial, tecelagem na direção da urdidura, tecelagem de bias, e tecelagem tri-dimensional para fabricar uma estrutura que é primeiramente axissimétrica, mas pode também incluir algumas características nãoaxissimétricas. Os termos “na direção da urdidura” e “tecelagem polar serão descritos em maior detalhe em partes posteriores desta seção.

A tecelagem de contorno, de acordo com uma modalidade da invenção, é usada para produzir pré-formas axissimétricas formando o tecido em torno de um mandril. Por exemplo, uma série de rolos que são especialmente desenhados para uma forma específica pode ser usado para formar a pré-forma. AtTecelagem de contorno usa um sistema de captura especial para produzir pré-formas que têm fibras da urdidura com diferentes comprimentos. Os comprimentos da urdidura diferentes dão aos tecidos resultantes alguma curvatura, fora do plano do tecido. No caso de tecelagem de contorno, o tecido é desenhado de modo que ele assume uma forma de corte transversal específica, tal como, por exemplo mostrado na Figura l(a). Um exemplo de uma estrutura reforçada multidirecionalmente ou pré-forma de fibra formada conforme

16/23 uma modalidade da invenção é mostrada na Figura 2. A figura retrata uma estrutura de fuselagem 10, cuja vista de seção transversal, ilustrando porções de topo e inferior da armação 10, são mostradas nas Figuras 3(a) e 3(b). Uma estrutura de fuselagem é um elemento estrutural em desenhos de aeronaves típicos. Há tipicamente muitas tais armaduras em uma fuselagem e elas fornecem reforço circunferencial na estrutura da aeronave.

A armação 10 tem uma estrutura circular com suas porções de topo e inferior tendo uma largura e espessura desejadas. A fabricação da parte principal da armação 10 começa pela tecelagem de contorno de um tecido contínuo. O processo da tecelagem de contorno envolve alimentar fios da urdidura em uma forma contornada usando um mandril moldado ou semelhante, tal que o tecido produzido no tear mantém a forma contornada até depois de ser tirado do tear. Os fios da urdidura e de preenchimento (ou trama) mantêm uma orientação a 0^o e 90° no tecido, assim proporcionando reforço nas direções a 0^o e 90°, onde 0^o está na direção do arco (perpendicular à direção radial) e 90° é a direção radial da estrutura ou armação 10 final. A tecelagem de contorno pode também resultar em um tecido que contém fibras da urdidura de diferentes comprimentos de modo que o tecido está predisposto para assumir uma forma axissimétrica específica quando envolvido em um mandril. O mandril pode ser de praticamente qualquer forma ou tamanho desejado dependendo da estrutura final desejada. O mandril pode ou pode não ter provisões para flanges em um ou ambos os lados do anel, com base em se ou não anéis flangeados contínuos são requeridos no produto final. Isto permite porções cilíndricas, anulares, e/ou cônicas da estrutura para ser combinada em uma pré-forma única. Por exemplo, na estrutura de fuselagem mostrada na Figura 2, há uma parte cilíndrica que forma a flange exterior 20 e uma parte anular que forma a perna 30 (mostrada na Figura 3(b)). Similarmente, o anel flangeado em dobro genérico mostrado nas Figuras 6a e 6b tem flanges em ambas extremidades. As vistas frontal e de seção transversal de tal

17/23 anel flangeado em dobro são mostradas nas Figuras 4 e 5 respectivamente.

Uma das desvantagens da tecelagem de contorno é que não há reforço de compensação ou não em arco ou não radial na estrutura. Este reforço é tipicamente exigido para melhorar a resistência ao cisalhamento e/ou capacidade de carga, quando a pré-forma é processada em um compósito. Na presente invenção, esta característica é proporcionada intercalando uma ou mais camadas de tecido de compensação 42 entre uma ou mais camadas de tecido de contorno 44 conforme é envolvido em um mandril, como mostrado na Figura l(b). O tecido de compensação 42 pode ser contínuo ou descontínuo e pode ser fabricado usando qualquer método conveniente, tal como cortando um tecido 2D convencional em ± 45° ou fendendo um tubo trançado de ± 45°.

Em contraste com o tecido de tela de contorno, o tecido de compensação 42 não é predisposto a tomar a forma de seção transversal desejada. Entretanto, as fibras neste tecido estão livres para ‘ser cortada com tesoura’, visto que são envolvidas em torno dos cantos para formar características tais como flanges. Isto desloca a fibra para longe de ser um verdadeiro reforço de ± 45°, mas este efeito é relativamente pequeno para maioria das aplicações práticas e é insignificante para estruturas de diâmetro muito grande.

O tecido de tela de contorno 44 com lonas de bias 42 inseridas assim resulta em uma estrutura axissimétrica 50 com uma seção transversal que assemelha-se a um compósito laminado. Esta estrutura de compósito laminado assim tem uma configuração isotrópica (isto é quantidades iguais de fibra nas direções 0^o, 90°, +45°, e -45°); entretanto, a invenção não é limitada a esta configuração.

Para aplicações que são verdadeiramente axissimétricas, aspectos adicionais tais como um ílange interior 60, reforços circunferenciais, ou anéis de fixação intermediários, como mencionado anteriormente podem

18/23 ser formados usando um tecido de tela de contorno 44 e/ou o tecido de compensação 42. Muitas aplicações estruturais, entretanto, não são verdadeiramente axissimétricas e, em tais casos, podem ser adicionados aspectos estruturais adicionais à pré-forma usando pré-formas de tecido tri-dimensionais tais como pré-forma Pi 40 mostrada nas Figuras 3(a) e 3(b). O uso de uma pré-forma Pi simétrica 40 é mostrado meramente como um exemplo, mas praticamente qualquer forma possível com tecelagem tri-dimensional pode ser usada para este propósito. Características formadas anexando pré-formas de tecido tri-dimensional adicional requerem uma emenda na direção do arco, mas esta emenda pode usualmente ser localizada em uma parte mais levemente carregada 45 da estrutura de modo que uma penalidade de resistência significativa é evitada. A pré-forma Pi 40 pode ser formada de acordo com o método revelado na Patente U.S. 6.446.675 até agora referida.

O tecido de tela de contorno, tecido de compensação e a pré-forma Pi podem ser feitos a partir de materiais, tais como por exemplo, carbono, nylon, rayon, poliéster, fibra de vidro, algodão, vidro, cerâmica, aramida, e polietileno, ou qualquer outro material comumente conhecido na técnica. A estrutura final pode ser impregnada com um material de matriz, tal como por exemplo, epóxi, poliéster, vinil-ester, cerâmica, e carbono, usando métodos de impregnação de resina tais como infusão de película de resina (RFI), moldagem por transferência de resina ou filtragem de vapor químico, assim formando uma estrutura compósita tri-dimensional.

Por conseguinte, uma modalidade da invenção é uma estrutura compósita tri-dimensional reforçada com uma pré-forma de tecido e um método de formar os mesmos incluindo uma primeira parte tendo uma pluralidade de camadas alternas de um tecido de tela de contorno e um tecido de compensação, em que o tecido de tela de contorno inclui uma ou mais camadas de fios da urdidura entrelaçados com uma ou mais camadas de fios da trama, em que as uma ou mais camadas dos fios da

19/23 urdidura mantêm uma forma de contorno no tecido de tela de contorno, em que o tecido de compensação inclui uma pluralidade de fios entrelaçados ou trançados em ângulos oblíquos uma ou mais camadas de fios da urdidura e da trama; e um material de matriz. A estrutura compósita ainda inclui uma segunda parte compreendendo um tecido tecido tridimensionalmente, em que a segunda parte é anexada à primeira parte.

As vantagens primárias da invenção são: 1) em relação a um sistema de coordenadas cilíndrico, as pré-formas de acordo com a presente invenção têm reforços contínuos nas direções de arco e axial bem como reforço em ± 45° em relação à direção de arco. Isto melhora tanto a resistência como a rigidez do componente compósito resultante; 2) a pré-forma é construída para tomar a forma desejada sem a necessidade de cortar e lançar, assim eliminando descontinuidades na fibra de arco. Isto reduz o trabalho manual requerido para construir a pré-forma bem como resultando em resistência melhorada. As outras vantagens incluem: 3) manter a orientação da fibra desejada ao longo da seção curva; 4) cobertura de material uniforme a partir dos pontos radiais interior para o exterior ao longo da seção curva; 5) produzir a geometria de seção transversal requerida; e 6) relação custo/eficácia.

A invenção segundo uma modalidade adicional é um método para combinar direção da urdidura, tecelagem polar, tecelagem de contorno, trançado bi-axial, trançado tri-axial e/ou tecelagem tri-dimensional para produzir um laminado que obedece facilmente a curvaturas complexas, tais como, por exemplo, um caixilho de janela de aeronave.

O termo “direção da urdidura” refere-se a um sistema de captura diferencial para os fios da urdidura, que os ‘dirige’ em uma forma requerida, e permite tecelagem em linha reta, tecelagem polar ou uma combinação das mesmas para produzir uma pré-forma que pode praticamente tomar qualquer forma no plano X-Y do tecido ou préforma. Um exemplo de tal tecido na direção da urdidura é mostrado na Figura 10, onde o tecido 100 é plano em um plano, e tem uma forma

20/23 curva no plano X-Y. Em tal arranjo, cada fio da urdidura pode ter um comprimento de trajetória diferente. Ambos na direção da urdidura e tecelagem de contorno usam sistemas de captura especiais para produzir tecidos que têm fibras da urdidura com comprimentos diferentes. Os comprimentos da urdidura diferentes dão aos tecidos resultantes alguma curvatura (no plano do tecido para na direção da urdidura e fora do plano para tecelagem de contorno). No caso de direção da urdidura, o tecido é tecido de modo que permanece plano, enquanto que em tecelagem de contorno, o tecido é desenhado de modo que assume uma forma de seção transversal específica.

A invenção segundo uma modalidade é um caixilho de janela de aeronave 15 como mostrado na Figura 7. Uma vista de seção transversal retratando os elementos que compõem esta estrutura multi-elemento ou caixilho de janela 15 é mostrado na Figura 8. A estrutura 15 compreende quatro formas de tecido diferentes, que são usados em sua produção. A combinação destas formas permite que a pré-forma seja produzida sem corte ou lançamento das lonas individuais. A eliminação destes cortes e lançamentos melhora a resistência bem como o desempenho da estrutura resultante.

A estrutura ou armação 15 inclui um envoltório de topo 25, um envoltório interior 35, um envoltório exterior 55 e um preenchedor de lacuna 65. O envoltório de topo 25 é um lay-up alterno de camadas de um tecido de compensação e um tecido polar ou tecido de tela de contorno. O tecido de compensação pode ser contínuo ou descontínuo, e pode ser fabricado usando qualquer método conveniente, tal como cortar um tecido bi-dimensional convencional em ±45° ou fender um tubo trançado biaxial em +45°. O tecido de tela polar 70 com fibras ou fios da urdidura 72 orientados em uma direção radial e as fibras ou fios de preenchimento 74 na direção do arco é tecido com um raio de curvatura que corresponde à geometria no plano do envoltório de topo 25, como mostrado na Figura 9. Em particular, a tecelagem polar é um

21/23 método para curvar os fios da urdidura da estrutura, enquanto mantendo a orientação de fio de preenchimento 74 apropriada. Isto é realizado modificando o sistema de captura de tecido. Em particular, o tecido 70 é tecido usando um sistema de captura de tecido diferencial tal como usando rolos cônicos e/ou cilíndricos 75 mostrados na Figura 9. As porções de diâmetro menores dos rolos cônicos puxam os fios da urdidura (isto é, tecido) menos por revolução de rolo que a parte de diâmetro maior do rolo. Esta captura diferencial dos fios da urdidura 72 faz com que o tecido curve, assim dando a forma polar ao tecido 70, cujas bordas longitudinais podem ser juntas tanto entrelaçando os fios da urdidura juntos ou usando outras técnicas de junção de extremidades conhecidas na técnica. O tecido polar 70 pode ser tecido em uma forma circular e formado em formas anulares tais como formas ovais ou de pista de corridas, dependendo da forma da estrutura final desejada. Se a direção da urdidura é usada, a forma anular pode ser tecida diretamente e não requer qualquer formação adicional.

Colocando uma trança bi-axial sobre camadas de um tecido de tela polar 70 ou vice versa, pode ser alcançada uma igual distribuição de reforço a 0,90 e +/- 45 graus devido a orientação de fibra multidirecional, formando, assim, um laminado de duas ou mais camadas. A trança consiste numa manga que, pela ação de corte com tesoura da trança, obedece à curvatura da superfície, como descrito anteriormente.

Retornando, agora, à Figura 8, o envoltório exterior 55 e o envoltório interior 35 são semelhantes um ao outro na medida em que ambos são construídos de camadas alternas de tecidos de bias e tecidos de tela de contorno, como descrito na modalidade precedente. O tecido de compensação pode ser contínuo ou descontínuo, e pode ser fabricado usando qualquer método conveniente, tal como cortar um tecido bidimensional convencional em ± 45° ou fender um tubo trançado biaxial ± 45°. Neste caso, o tecido de contorno está apto a obedecer à forma do componente sem ter de ser cortado ou lançado. Como o tecido polar, o

22/23 tecido de contorno fornece o reforço a 0,90 graus e a trança fornece o reforço a ± 45 graus. A estrutura ou armação 15 pode também incluir um preenchedor de lacuna 65, que pode ser um elemento de forma triangular de tecido tri-dimensional que preenche a lacuna entre o envoltório de topo 25, envoltório interior 35 e envoltório exterior 55, como mostrado na Figura 8. Outras formas de mídia, tais como um tecido não tecido, podem também ser usadas para preencher lacuna esta finalidade; entretanto a invenção não está limitada ao uso de somente o tecido de tela tri-dimensional e/ou o tecido não tecido.

O tecido de tela de contorno, o tecido de tela de compensação, trançado, tecido de tela polar, tecido na direção da urdidura e o tecido de tela tri-dimensional podem ser feitos a partir de materiais, tais como, por exemplo, carbono, nylon, rayon, poliéster, fibra de vidro, algodão, vidro, cerâmica, aramida, e polietileno, ou qualquer outro material comumente conhecido na técnica. A estrutura final pode ser impregnada com um material de matriz, tal como, por exemplo, epóxi, poliéster, vinil-éster, cerâmica, e carbono, usando métodos de impregnação de resina tais como infusão de película de resina (RFI), moldagem por transferência de resina ou filtragem de vapor químico, assim formando uma estrutura compósita tri-dimensional.

Por conseguinte, uma modalidade da invenção é uma estrutura compósita tri-dimensional reforçada com uma pré-forma e um método de fazer a mesma incluindo uma primeira parte tendo uma pluralidade de camadas alternas de um tecido de tela de contorno e um tecido de compensação, em que o tecido de tela de contorno inclui uma ou mais camadas de fios da urdidura entrelaçados com uma ou mais camadas de fios da trama, em que uma ou mais camadas de fios da urdidura mantêm uma forma de contorno no tecido de tela de contorno, em que o tecido de compensação inclui uma pluralidade de fios entrelaçados ou trançados em ângulos oblíquos às uma ou mais camadas dos fios da urdidura e da trama; e um material de matriz. A estrutura compósita

23/23 ainda inclui uma segunda parte compreendendo um tecido tecido tridimensionalmente, em que a segunda parte é anexada à primeira parte. A estrutura compósita ainda inclui uma terceira parte compreendendo uma pluralidade de camadas alternas de um tecido de tela polar e o 5 tecido de compensação, em que o tecido de tela polar é formado executando tecido diferencial tomado de uma pluralidade de fios da urdidura ou direção da urdidura de uma borda de lado do tecido polar a uma borda de lado oposto para criar fios da urdidura curvos para transmitir uma configuração curva plana para o tecido de tela polar.

Portanto, usando as técnicas descritas na presente invenção, podem ser produzidas as estruturas compostas seguintes:

- Estruturas axissimétricas que são inteiramente tecidos de contorno, e incluem uma ou mais camadas de uma pré-forma de tecido de contorno, tais como, por exemplo, anéis de contenção;

2 - Estruturas axissimétricas que incluem uma ou mais camadas de tecido de tela de contorno e uma ou mais lonas de bias intercaladas entre as camadas de tecido de tela de contorno, tais como por exemplo anéis flangeados; e

- Estruturas axissimétricas ou não-axissimétricas que consistem em uma ou mais camadas de tecido de tela de contorno com ou sem lonas de bias adicionais, e elementos adicionais, tais como, por exemplo, caixilhos de janela ou estruturas de fuselagem. Os elementos adicionais podem incluir flanges, reforços, e/ou lonas de bias feitas usando tecelagem tridimensional, tecelagem polar e/ou tranças. Assim 25 pela presente invenção, são realizados seus objetivos e vantagens e, embora tenham sido reveladas e descritas modalidades preferidas em detalhe neste documento, seu escopo e objetivos não devem ser limitados desse modo; antes o seu escopo deve ser determinado por aquele das Reivindicações anexadas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:

uma primeira parte compreendendo uma pluralidade de camadas alternadas de um tecido entretecido de contorno (44) e um tecido de viés (42), em que o referido tecido entretecido de contorno (44) compreende uma ou mais camadas de filamentos de urdidura entretecidos com uma ou mais camadas de filamentos de trama, em que um formato de contorno do tecido entretecido de contorno (44) é mantido pelas referidas uma ou mais camadas de filamentos de urdidura tendo diferentes comprimentos de urdidura que dão curvatura ao referido tecido entretecido de contorno (44), e em que o referido tecido de viés (42) compreende uma pluralidade de filamentos entrelaçados ou trançados em ângulos oblíquos com as referidas uma ou mais camadas de filamentos de urdidura e de trama da camada do tecido entretecido de contorno (44).
2. Pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende ainda:

uma segunda parte compreendendo um tecido tridimensionalmente tecido, em que a referida segunda parte é ligada à referida primeira parte.
3. Pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende ainda:

uma terceira parte compreendendo uma pluralidade de camadas alternadas de um tecido polar (70) e o referido tecido de viés (42),

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2/5 em que o referido tecido polar (70) é formado realizando a captura de tecido diferencial de uma pluralidade de filamentos de urdidura (72) ou direção de urdidura a partir de uma extremidade lateral do tecido polar (70) para uma extremidade lateral oposta para criar filamentos de urdidura curvados para dar uma configuração curvada plana ao tecido polar (70).
4. Pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o referido tecido de viés (42) é um tecido plano tecido a +/- 45 graus ou um tubo trançado de fenda.
5. Pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a referida estrutura compósita é um invólucro de pás de turbina, um anel de retenção de motor a jato, uma moldura de fuselagem de aeronave, uma moldura de janela de aeronave ou um anel flangeado para prender uma nacelle (barquinha) a um motor de aeronave.
6. Pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a referida pré-forma é axissimétrica e/ou não axissimétrica.
7. Pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o referido tecido de viés (42) é contínuo ou descontínuo.
8. Pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que as referidas primeira, segunda e terceira partes são feitas a partir de materiais selecionados a partir do grupo que consiste em carbono, nylon, rayon, poliéster, fibra de vidro, algodão, vidro, cerâmica, aramida e polietileno.
9. Estrutura compósita tridimensional reforçada com uma pré-forma, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:

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3/5 uma pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8; e um material de matriz.
10. Estrutura compósita tridimensional reforçada com uma pré-forma, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que a referida estrutura compósita é formada a partir de um processo selecionado a partir do grupo que consiste em infusão de filme de resina (RFI), moldagem por transferência de resina e filtração de vapor químico.
11. Estrutura compósita tridimensional reforçada com uma pré-forma, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADA pelo fato de que o referido material de matriz é selecionado a partir do grupo que consiste em epóxi, poliéster, éster de vinila, cerâmica e carbono.
12. Método de fabricação de uma pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita como definida na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:

formar uma primeira parte por formação em camadas de uma pluralidade de camadas alternadas de um tecido entretecido de contorno (44) e um tecido de viés (42), em que o referido tecido entretecido de contorno (44) é formado entretecendo uma ou mais camadas de filamentos de urdidura com uma ou mais camadas de filamentos de trama, em que um formato de contorno do tecido entretecido de contorno (44) é mantido pelas referidas uma ou mais camadas de filamentos de urdidura tendo diferentes comprimentos de urdidura que dão curvatura ao referido tecido entretecido de contorno (44) depois de ser tecido,

Petição 870180150483, de 12/11/2018, pág. 14/17

4/5 em que o referido tecido de viés (42) é formado entretecendo ou trançando uma pluralidade de filamentos em ângulos oblíquos com as referidas uma ou mais camadas de filamentos de urdidura e de trama.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, as etapas de:

formar uma segunda parte tecendo um tecido tridimensionalmente; e prender a referida segunda parte à referida primeira parte.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, a etapa de:

formar uma terceira parte por formação em camadas de uma pluralidade de camadas alternadas de um tecido entretecido polar (70) e o referido tecido de viés (42), em que o referido tecido polar (70) é formado realizando a captura de um tecido diferencial de uma pluralidade de filamentos de urdidura (72) ou direção de urdidura a partir de uma extremidade lateral do tecido polar (70) para uma extremidade lateral oposta para criar filamentos de urdidura curvados para dar uma configuração curvada plana ao tecido polar (70).
15. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido tecido de viés (42) é um tecido plano tecido a +/- 45 graus ou um tubo trançado de fendas.
16. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida estrutura compósita é um invólucro de pás de turbina, um anel de retenção de motor a jato, uma moldura de fuselagem de aeronave, uma moldura de janela de aeronave ou um anel flangeado para prender uma nacelle (barquinha) a um motor de aeronave.

Petição 870180150483, de 12/11/2018, pág. 15/17

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17. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida pré-forma tem uma configuração axissimétrica e/ou não axissimétrica.
18. Método, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido tecido de viés (42) é feito contínuo ou descontínuo.
19. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que as referidas primeira, segunda e terceira partes são feitas a partir de materiais selecionados a partir do grupo que consiste em carbono, nylon, rayon, poliéster, fibra de vidro, algodão, vidro, cerâmica, aramida e polietileno.
20. Método de fabricação de uma estrutura compósita tridimensional, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:

formar uma pré-forma usada para reforçar uma estrutura compósita através do método como definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 19; e impregnar a pré-forma tecida com um material de matriz.
21. Método, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida impregnação é selecionada a partir do grupo que consiste em infusão de filme de resina (RFI), moldagem por transferência de resina e filtração de vapor químico.
22. Método, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido material de matriz é selecionado a partir do grupo que consiste em epóxi, poliéster, éster do vinila, cerâmica e carbono.