BRPI0922076B1 - processo de formação de uma estrutura fibrosa por tecelagem tridimensional multicamadas. - Google Patents

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BRPI0922076B1
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Dominique Corpe
Eric Bouillon
Bruno Dambrine
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Herakles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29B11/00—Making preforms
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Abstract

pedido de patente de invenção para "processo de formação de uma estrutura fibrosa por tecelagem tridimensional multicamadas" a presente invenção se refere a um processo de formação de uma estrutura fibrosa que é formada por tecelagem tridimensional multicamadas com uma espessura, em uma direção perpendicular às direções dos fios de trama (t) e de urdidura (u) que varia ao longo da direção dos fios de urdidura e ao mesmo tempo conserva o mesmo número de fios de urdidura tecidos em qualquer parte da estrutura fibrosa ao longo da direção dos fios de urdidura. durante uma transição na direção dos fios de urdidura de uma primeira porção da textura fibrosa para uma segunda porção da textura fibrosa com uma espessura maior do que a da primeira porção, o processo compreende a diminuição do número de planos de urdidura e o aumento do número de camadas de fios de urdidura sem alteração do número de fios de urdidura, ao se constituir pelo menos um plano de urdidura na segunda porção com fios de urdidura provenientes de ao menos dois planos de urdidura diferentes na primeira porção.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO
Pedido de patente de invenção para “PROCESSO DE FORMAÇÃO DE UMA ESTRUTURA FIBROSA POR TECELAGEM TRIDIMENSIONAL MULTICAMADAS”
Fundamentos da invenção
A presente invenção se refere à fabricação de uma estrutura fibrosa de espessura variável por tecelagem tridimensional (3D).
Por “tecelagem 3 D”, quer-se dizer uma tecelagem multicamadas que utilize várias camadas de fios de trama e várias camadas de fios de urdidura, com fios de urdidura que ligam fios de trama de diferentes camadas entre si. Diferentes tipos de ligamentos de tecelagem tridimensional podem ser utilizados como, por exemplo, os ligamentos interlock, multi-cetim, multi-lona e multi-sarja. Pode-se fazer referência especialmente ao documento WO 2006/136755, cujo conteúdo é aqui incorporado por via de referência.
Um campo de aplicação da invenção é a fabricação de estruturas tecidas tridimensionalmente a partir das quais pré-formas fibrosas destinadas à fabricação de peças de material compósito podem ser obtidas.
Um processo habitual para a fabricação de peças de material compósito compreende a formação de uma pré-forma fibrosa destinada a constituir o reforço fibroso da peça e com um formato próximo ao da peça, e a densificação da pré-forma fibrosa por uma matriz. A matriz pode ser uma resina ou, no caso de um material compósito denominado termoestrutural, um material refratário, como carbono ou cerâmica.
De forma bem conhecida, uma matriz de resina pode ser obtida por impregnação ou RTM (“Resin Transfer Mouldin^\ enquanto que uma matriz de carbono ou cerâmica pode ser obtida por via líquida
2/17 (impregnação por uma resina precursora de carbono ou cerâmica e transformação do precursor por pirólise) ou por via gasosa (infiltração química em fase gasosa ou CVI - “Chemical Vapor InfiltratiorT).
Dentre as diferentes técnicas conhecidas para a fabricação de estruturas fibrosas destinadas, após eventual moldagem, a constituir uma pré-forma fibrosa para uma peça de material compósito, a tecelagem 3D é vantajosa por permitir a obtenção em uma única operação de uma estrutura fibrosa multicamadas grossa que apresente boa coesão.
Todavia, surge uma dificuldade quando a pré-forma a ser fabricada tem uma forma específica difícil, ou mesmo impossível, de se obter diretamente por tecelagem 3 D clássica, especialmente quando ela deva apresentar uma grande variação de espessura na direção perpendicular às direções de urdidura e de trama.
Uma possível solução consiste na fabricação de uma estrutura fibrosa tecida tridimensionalmente que apresente a espessura máxima, e na obtenção da pré-forma por corte na estrutura fibrosa. Contudo, além do desperdício de material que acarreta, tal solução apresenta o inconveniente de ser necessário cortar os fios, com o risco de se diminuir a resistência mecânica da pré-forma.
Outra possível solução consiste em aumentar localmente o título (e portanto a seção transversal) e/ou a contextura dos fios de trama ou de urdidura a fim de reduzir a capacidade de diminuição de espessura durante a moldagem da estrutura fibrosa 3D por compressão. Todavia, essa solução tem efeitos limitados. Em particular, o título não pode ser aumentado além de um limite a partir do qual a tecelagem se toma difícil, senão impossível.
Objetivo e descrição resumida da invenção
3/17
A invenção visa a propor um processo de fabricação de uma estrutura fibrosa 3D de espessura variável que não apresente os inconvenientes mencionados.
De acordo com um primeiro modo de realização da invenção, esse objetivo é alcançado por um processo de fabricação de uma estrutura fibrosa por tecelagem tridimensional multicamadas, com a estrutura fibrosa possuindo uma espessura, em uma direção perpendicular às direções de urdidura e de trama, que varia ao longo da direção de urdidura ao mesmo tempo em que conserva um mesmo número de fios de urdidura tecidos em qualquer ponto da estrutura fibrosa ao longo da direção de urdidura.
Nesse processo, de acordo com um primeiro aspecto, durante uma transição na direção de urdidura de uma primeira porção da textura fibrosa para uma segunda porção da textura fibrosa com uma espessura superior à da primeira, o número de planos de urdidura é diminuído e o número de camadas de fios de urdidura é aumentado sem alteração do número de fios de urdidura, pela constituição de ao menos um plano de urdidura na segunda porção com fios de urdidura provenientes de ao menos dois planos de urdidura diferentes na primeira porção.
De forma semelhante, de acordo com um segundo aspecto desse primeiro modo de realização, durante uma transição na direção de urdidura de uma segunda porção da textura fibrosa para uma primeira porção da textura fibrosa com uma espessura inferior à da segunda porção, o número de planos de urdidura é aumentado e o número de camadas de fios de urdidura é diminuído sem alteração do número de fios de urdidura, pela distribuição dos fios de urdidura de ao menos um plano de urdidura da segunda porção entre planos de urdidura diferentes da primeira porção.
Sendo assim, a invenção é notável porque, ao agrupar parcial ou totalmente os planos de urdidura ou dividir parcial ou totalmente os
4/17 planos de urdidura, pode-se aumentar ou diminuir a espessura por adição ou subtração de camadas de fios de urdidura sem se alterar o número de fios de urdidura que são tecidos ao longo de seu comprimento. Na segunda porção de maior espessura, basta então adicionar fios de trama.
Vantajosamente, para atenuar o efeito sobre a densidade da estrutura fibrosa da variação do número de planos de urdidura, é possível, para a tecelagem da segunda porção, o uso de fios de trama dos quais ao menos uma parte tenha um título e/ou uma contextura superiores aos dos fios de trama utilizados para a tecelagem na primeira porção. Pode-se então realizar uma transição entre as referidas duas porções da estrutura fibrosa fazendo variar progressivamente o título global dos fios de trama em planos de trama sucessivos.
Segundo um exemplo de realização, um plano de urdidura da segunda porção compreende o conjunto de fios de urdidura de dois planos de urdidura vizinhos da primeira porção.
Segundo outro exemplo de realização, dois planos de urdidura vizinhos da segunda porção compreendem fios de urdidura de três planos de urdidura vizinhos da primeira porção.
A invenção permite também a geração de uma variação de espessura na direção de trama de um modo semelhante ao indicado acima para uma variação de espessura na direção de urdidura.
Assim, segundo outro modo de realização da invenção, é proposto um processo de fabricação de uma estrutura fibrosa por tecelagem tridimensional multicamadas, a estrutura fibrosa possuindo uma espessura, em uma direção perpendicular às direções de urdidura e de trama, que varia ao longo da direção de trama e ao mesmo tempo conserva um mesmo número de fios de trama tecidos em qualquer ponto da estrutura fibrosa ao longo da direção de trama.
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Nesse processo, de acordo com um primeiro aspecto, durante uma transição na direção de trama de uma primeira porção da textura fibrosa para uma segunda porção da textura fibrosa com uma espessura superior à da primeira, o número de planos de trama é diminuído e o número de camadas de fios de trama é aumentado sem alteração do número de fios de trama, pela constituição de ao menos um plano de trama da segunda porção com fios de trama provenientes de ao menos dois planos de trama diferentes da primeira porção.
De forma semelhante, de acordo com um segundo aspecto desse segundo modo de realização, durante uma transição na direção de trama de uma segunda porção da textura fibrosa para uma primeira porção da textura fibrosa com uma espessura inferior à da segunda porção, o número de planos de trama é aumentado e o número de camadas de fios de trama é diminuído sem alteração do número de fios de trama, pela distribuição dos fios de trama de ao menos um plano de trama da segunda porção entre planos de trama diferentes da primeira porção.
Em qualquer um dos casos, para a tecelagem da segunda porção, pode-se utilizar fios de urdidura dos quais ao menos uma parte tenha um título e/ou uma contextura superiores aos dos fios de urdidura utilizados para a tecelagem na primeira porção. Pode-se então realizar uma transição entre as referidas duas porções da estrutura fibrosa fazendo variar progressivamente o título global dos fios de urdidura em planos de urdidura sucessivos.
Segundo um exemplo de realização, um plano de trama da segunda porção compreende o conjunto de fios de trama de dois planos de trama vizinhos da primeira porção.
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Segundo outro exemplo de realização, dois planos de trama vizinhos da segunda porção compreendem os fios de trama de três planos de trama vizinhos da primeira porção.
Breve descrição dos desenhos
A invenção será mais bem compreendida a partir da leitura da descrição feita a seguir, a título indicativo porém não limitativo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:
a Figura 1 é uma vista bem esquemática em perspectiva de uma estrutura fibrosa tecida tridimensionalmente com espessura variável suscetível de ser fabricada por um processo de acordo com a invenção;
a Figura 2 mostra bem esquematicamente uma correspondência entre planos de urdidura de uma primeira porção de uma estrutura fibrosa semelhante à da Figura 1, e entre planos de urdidura de uma segunda porção da estrutura fibrosa com espessura superior à da primeira porção, de acordo com um primeiro modo de realização;
as Figuras 3A a 3J mostram diferentes planos sucessivos de um primeiro exemplo de ligamento de tecelagem de uma estrutura fibrosa segundo o modo de realização da Figura 2;
as Figuras 4A a 4J mostram diferentes planos sucessivos de um segundo exemplo de ligamento de tecelagem de uma estrutura fibrosa segundo o modo de realização da Figura 2;
a Figura 5 mostra bem esquematicamente uma correspondência entre planos de urdidura de uma primeira porção de uma estrutura fibrosa semelhante à da Figura 1, e entre planos de urdidura de uma segunda porção da estrutura fibrosa com espessura superior à da primeira porção, de acordo com um segundo modo de realização;
7/17 /
as Figuras 6A a 6J mostram diferentes planos sucessivos de um exemplo de ligamento de tecelagem de uma estrutura fibrosa segundo o modo de realização da Figura 5;
a Figura 7 mostra uma variante de constituição de trama que permite uma transição progressiva entre uma primeira porção de estrutura fibrosa e uma segunda porção de espessura maior; e a Figura 8 é uma vista bem esquemática em perspectiva de outra estrutura fibrosa tecida tridimensionalmente com espessura variável suscetível de ser fabricada por um processo de acordo com a invenção.
Descrição detalhada de modos de realização
A Fig. 1 mostra bem esquematicamente uma estrutura fibrosa suscetível de ser obtida por tecelagem 3 D por um processo de acordo com a invenção, sendo somente o envelope da estrutura fibrosa mostrado.
A estrutura fibrosa 10 é tecida na forma de uma faixa contínua na direção de urdidura C. A espessura da estrutura fibrosa em uma direção perpendicular às direções de urdidura C e de trama T é variável. Assim, a estrutura fibrosa compreende primeiras porções 12 com uma primeira espessura e segundas porções 14 com uma segunda espessura superior à primeira.
A estrutura fibrosa 10 pode, por exemplo, formar uma sucessão de esboços fibrosos que são cortados para, após moldagem, constituírem pré-formas fibrosas para pás que apresentem uma porção de raiz mais espessa correspondente a uma porção 14 e uma porção de lâmina correspondente a uma porção 12. Naturalmente, a invenção é aplicável à tecelagem 3D de estruturas fibrosas com espessuras variáveis quaisquer que sejam suas destinações.
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A Fig. 2 é um diagrama esquemático que mostra como, por uma diminuição do número de planos de urdidura e um aumento correspondente do número de camadas de fios de urdidura, pode-se passar de uma primeira porção 12 para uma segunda porção 14 da estrutura fibrosa, de acordo com um primeiro modo de realização.
No exemplo da Fig. 2, o número de planos de urdidura na porção 12 é igual a vinte, constituído por dois conjuntos iguais de dez planos Pl a PIO se sucedendo na direção de trama, com cada um dos planos Pl a PIO compreendendo um mesmo número de camadas de fios de urdidura ligando os fios de trama que formam um determinado número de camadas de fios de trama.
O número de planos de urdidura na porção 14 é igual a dez, constituído por um conjunto de planos ΡΊ a P’ 10. Cada um dos planos P’ 1 a ΡΊ0 é formado pela reunião dos fios de urdidura de dois planos sucessivos da porção 12. Assim, o plano ΡΊ é formado pela reunião dos fios de urdidura dos planos Pl e P2 do primeiro conjunto de planos Pl a PIO, o plano P’2 é formado pela reunião dos fios de urdidura dos planos P3 e P4 do primeiro conjunto de planos Pl a PIO, e assim por diante, até o plano ΡΊ0 formado pela reunião dos fios de urdidura dos planos P9 e PIO do segundo conjunto de planos Pl a PIO. Desta forma, o número de planos de urdidura é dividido por dois, enquanto que o número de camadas de fios de urdidura é dobrado. A tecelagem necessita então de um número aumentado de camadas de fios de trama.
As Figs. 3A a 3J mostram todos os planos de urdidura sucessivos na zona de transição entre uma porção 12 e uma porção 14 da estrutura fibrosa segundo um primeiro exemplo de ligamento de tecelagem.
As linhas tracejadas representam as continuidades dos fios de urdidura entre dois planos da porção 12 e um plano da porção 14.
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Nos planos PI a PIO, o número de camadas de fios de urdidura é nesse exemplo igual a quatro, e o número de camadas de fios de trama é igual a três (camadas, Tl, T2, T3). O ligamento de tecelagem é do tipo cetim. Assim, em um plano Pl, uma tecelagem cetim bidimensional (2D) é realizada com os fios de urdidura Cl e C4 nas camadas de trama externas Tl e T3, sendo o passo do cetim igual a cinco (1 fio de trama em 5 sendo “pego” por um fio de urdidura), enquanto que uma tecelagem multi-cetim é realizada por um fio de urdidura C2 ligando os fios de trama das camadas Tl e T2 e um fio de urdidura C3 ligando os fios de trama das camadas T2 e T3. Por “tecelagem multi-cetim”, quer-se dizer um modo de tecelagem segundo o qual um fio de urdidura “pega” altemadamente 1 fio em cada n fios de uma camada de fios de trama, e 1 fio em cada n fios de uma camada adjacente de fios de trama, sendo n um inteiro maior ou igual a 3. No exemplo ilustrado, n é igual a 10, o que dá um passo de cetim médio igual a 5 (10:2). De forma semelhante, em um plano P2, uma tecelagem cetim 2D é realizada com os fios de urdidura C5 e C8 nas camadas externas Tl e T3, e uma tecelagem multi-cetim é realizada por um fio de urdidura C6 ligando os fios de trama das camadas Tl e T2 e um fio de urdidura C7 ligando os fios de trama das camadas T2 e T3.
Nos planos ΡΊ a ΡΊ0, o número de camadas de fios de urdidura é nesse exemplo igual a oito, e o número de camadas de fios de trama é igual a sete (camadas ΤΊ a T’7). O ligamento de tecelagem é do tipo cetim. Assim, no plano ΡΊ (Fig. 3A), uma tecelagem cetim 2D é realizada com os fios de urdidura Cl e C8 nas camadas de trama externas ΤΊ e T’7, enquanto que uma tecelagem multi-cetim é realizada pelos fios de urdidura C5, C2, C6, C3, C7, C4 respectivamente ligando os fios de trama das camadas Τ’ 1 e T’2, T’2 e T’3, T’3 e T’4, T’4 e T’5, T’5 e T’6, e T’6 e T’7.
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Deve ser observado que a tecelagem cetim 2D nas camadas de trama externas permite a obtenção de um aspecto superficial relativamente liso.
As Figs. 4A a 4J mostram todos os planos de urdidura sucessivos na zona de transição entre uma porção 12 e uma porção 14 da estrutura fibrosa de acordo com um segundo exemplo de ligamento de tecelagem.
Os planos PI a PIO são idênticos aos planos PI a PIO do exemplo das Figs. 3A a 3J, sendo a tecelagem realizada com o mesmo ligamento do tipo cetim.
Diferentemente, nos planos ΡΊ a ΡΊ0, embora o número de camadas de fios de urdidura seja ainda igual a oito, o número de camadas de fios de trama é igual a nove (camadas ΤΊ a T’9). No plano ΡΊ (Fig. 4A), nas camadas externas de fios de trama ΤΊ e T’9, a tecelagem é realizada com os fios de urdidura Cl e C8 segundo um ligamento do tipo lona, porém deslocando-se os fios de urdidura Cl, C8 para “pegar” 1 fio dentre 10 fios da camada de fios de trama adjacente T’2, T’8, de modo a realizar uma ligação entre as camadas T’l e T’2 e entre as camadas T’8 e T’9. No restante da textura fibrosa, uma tecelagem multi-cetim é realizada com os fios de urdidura C5, C2, C6, C3, C7, C4 respectivamente ligando os fios de trama das camadas T’2 e T’3, T’3 e T’4, T’4 e T’5, T’5 e T’6, T’6 e T’7, e T’7 e T’8. O passo médio da tecelagem multi-cetim é igual a cinco, com cada fio de urdidura “pegando” altemadamente 1 fio dentre 10 fios de uma camada de fios de trama e 1 fio dentre 10 fio de uma camada vizinha. O padrão de tecelagem é semelhante nos planos seguintes P’2 a P’ 10.
Em comparação com uma tecelagem do tipo cetim nas camadas externas da estrutura fibrosa, uma tecelagem com um ligamento do tipo lona oferece à densificação um acesso mais fácil ao núcleo da pré11 / 17 forma feita a partir da estrutura fibrosa, na porção ou nas porções mais espessas. Além disso, um ligamento do tipo lona nas camadas externas fornece uma melhor resistência nas direções de urdidura e trama durante as manipulações da estrutura fibrosa e durante a sua deformação para se obter uma pré-forma no formato desejado.
No modo de realização das Figs. 2, 3A a 3J, e 4A a 4J, um aumento de espessura é obtido dividindo-se por dois o número de planos de urdidura (e portanto multiplicando-se por dois o número de camadas de fios de urdidura).
Dependendo particularmente da magnitude do aumento de espessura a ser obtido, pode-se adotar uma razão entre o número de planos de urdidura na porção menos espessa e o número de planos de urdidura na porção mais espessa diferente de V2 (sendo inversa a razão entre o número de camadas de fios de urdidura). De um modo geral, a partir de N planos de urdidura, com cada plano compreendendo k camadas de fios de urdidura na porção menos espessa (sendo N e k números inteiros), é possível formar n planos de urdidura, cada um compreendendo K camadas de fios de urdidura (sendo n e Knúmeros inteiros, de modo queNxK = nxK, comN> ri).
Assim, a Fig. 5 é um diagrama esquemático que mostra como, a partir de três planos de urdidura em uma primeira porção 12 da estrutura fibrosa 10, podem ser formados dois planos de urdidura em uma segunda porção 14 mais espessa com aumento de 50% do número de camadas de fios de urdidura.
No exemplo da Fig. 5, o número de planos de urdidura na porção 12 é igual a trinta, constituídos por três conjuntos iguais de dez planos PI a PIO se sucedendo na direção de trama, cada um dos planos PI a PIO compreendendo um mesmo número de camadas de fios de urdidura
12/17 ligando os fios de trama que formam um determinado número de camadas de fios de trama.
O número de planos de urdidura na porção 14 é igual a vinte, constituídos por dois conjuntos iguais de planos P”1 a P”10. Dois planos consecutivos nos conjuntos P”1 a P”10 são formados pelos fios de urdidura provenientes de três planos consecutivos nos conjuntos PI a PIO. Assim, um plano P”1 é formado pela reunião de fios de urdidura provenientes de planos consecutivos Pl, P2 e P3, e o plano consecutivo P”2 é formado pela reunião dos fios de urdidura restantes dos planos Pl, P2 e P3, e assim por diante.
As Figs. 6A a 6J mostram um exemplo de todos os planos de urdidura sucessivos na zona de transição entre as porções 12 e 14 segundo o exemplo da Fig. 5 para um ligamento de tecelagem semelhante ao do exemplo das Figs. 4A a 4J.
Os planos Pl a PIO são idênticos aos planos Pl a PIO do exemplo das Figs. 3A a 3J, com quatro camadas de fios de urdidura e um ligamento do tipo cetim.
Nos planos P”1 a P”10, o número de camadas de fios de urdidura é igual a seis, enquanto o número de camadas de fios de trama é igual a sete (camadas T” 1 a T”7).
Em um plano P”l, nas camadas externas de fios de trama T”1 a T”7, a tecelagem é realizada com os fios de urdidura Cl (proveniente do plano Pl) e C8 (proveniente do plano P2) segundo um ligamento do tipo lona, porém deslocando-se o fio de urdidura Cl, C8 para “pegar” 1 fio dentre 10 fios da camada de fios de trama adjacente T”2, T”6 de modo a realizar uma ligação entre as camadas T” 1 e T”2 e entre as camadas T”6 e T”7. No restante do plano P”l, o ligamento da tecelagem é do tipo multicetim de passo médio igual a cinco com o fio de urdidura C9 (proveniente
13/17 do plano P3) ligando os fios de trama das camadas T”2 e T”3, o fio de urdidura C6 (proveniente do plano P2) ligando os fios de trama das camadas T”3 e T”4, o fio de urdidura C3 (proveniente do plano Pl) ligando os fios de trama das camadas T”4 e T”5, e o fio de urdidura Cll (proveniente do plano Pl) ligando os fios de trama das camadas T”5 e T”6.
No plano P”2 adjacente ao plano P”l, nas camadas externas de fios de trama T”1 e T”7, a tecelagem é realizada com o fio de urdidura C5 (proveniente do plano P2) e com o fio de urdidura C12 (proveniente do plano P3) segundo um ligamento do tipo semelhante ao utilizado nas camadas externas T”1 e T”7 no plano P”l. No restante do plano P”2, o ligamento de tecelagem é do tipo multi-cetim como no plano P”1 com o fio de urdidura C2 (proveniente do plano Pl) ligando os fios de trama das camadas T”2 e T”3, o fio de urdidura CIO (proveniente do plano P3) ligando os fios de trama das camadas T”3 e T”4, o fio de urdidura C7 (proveniente do plano P2) ligando os fios de trama das camadas T”4 e T”5, e o fio de urdidura C4 (proveniente do plano Pl) ligando os fios de trama das camadas T”5 e T”6.
As Figs. 6B a 6J mostram as origens dos fios de urdidura e suas trajetórias para os planos P”3 a P” 10 do primeiro conjunto de planos P”1 a P”10 e para os planos P”1 a P” 10 do segundo conjunto de planos P”1 aP”10.
Por definição, em cada porção da estrutura fibrosa, um plano de urdidura é formado por um conjunto de fios de urdidura que se estende pelo conjunto de camadas de fios de trama nessa porção.
Por razões de conveniência, nas porções à esquerda nas Figs.
3A - 3J, 4A - 4J, 6A - 6J, os vários planos de urdidura, tais como, por exemplo, os planos Pl, P2 na Fig. 3A, os planos Pl, P2 na Fig. 4A, ou os
14/17 planos Pl, P2, P3 na Fig. 6A, são mostrados uns em cima dos outros apesar de verdadeiramente eles estarem uns atrás dos outros na direção de trama, sendo cada um desses planos formado por fios de urdidura que apreendem fios das mesmas camadas de fios de trama (por exemplo, na Fig. 3A, os fios de urdidura Cl a C4 do plano Pl apreendem os fios de trama das camadas TI a T3 e os fios de urdidura C5 a C8 do plano P2 apreendem os fios de trama das mesmas camadas Tia T3).
Evidentemente, outros ligamentos de tecelagem multicamadas podem ser utilizados, tais como ligamentos multi-cetim com um passo médio diferente de 5, ligamentos multi-lona não limitados às camadas externas de fios de trama, ligamentos multi-sarja e ligamentos do tipo interlock. Além disso, para um ligamento escolhido, diferentes correspondências podem ser adotadas entre fios de urdidura de planos de urdidura da primeira porção da estrutura fibrosa e fios de urdidura de planos de urdidura da segunda porção mais espessa.
Além disso, a passagem de uma porção de estrutura fibrosa 14 de maior espessura para uma porção de estrutura fibrosa 12 de menor espessura é realizada de forma inversa à descrita para a passagem de uma porção 12 para uma porção 14, a saber, aumentando-se o número de planos de urdidura e diminuindo-se de forma correspondente o número de camadas de fios de urdidura nos planos de urdidura, sendo o número de camadas de fios de trama também diminuído. Os fios de urdidura de um plano de urdidura da segunda porção são repartidos entre planos de urdidura diferentes da primeira porção.
O modo de tecelagem descrito acima é particularmente vantajoso por permitir a fabricação de uma estrutura fibrosa de espessura variável na direção de urdidura que conserva o mesmo número de fios de urdidura tecidos em qualquer ponto ao longo da direção de urdidura, sendo o número de camadas de fios de trama adaptado ao número de camadas de
15/17 fios de urdidura. Obtém-se assim diretamente a estrutura fibrosa de espessura variável sem a necessidade de se proceder a cortes. Naturalmente, ao longo da estrutura fibrosa na direção de urdidura, variações de espessuras de amplitudes diferentes podem ser realizadas.
A diminuição do número de planos de urdidura em uma porção 14 de maior espessura se traduz em uma densidade em urdidura, nessa porção 14, inferior à densidade em urdidura em uma porção 12 de menor espessura. Caso sejam utilizados nas porções 12 e 14 fios de trama de mesmo título e mesma contextura, a densidade média da estrutura fibrosa em uma porção 14 é portanto menor do que na porção 12. O título de um fio é representado em termos de seu peso por unidade de comprimento ou pelo número de filamentos elementares semelhantes que o constituem. A contextura em trama é representada pela distância entre planos sucessivos de trama na direção de urdidura.
A fim de evitar essa variação de densidade global na estrutura fibrosa, pode-se realizar a tecelagem em uma porção 14 de maior espessura com títulos de fios de trama e/ou uma contextura de trama mais elevados do que em uma porção 12 de menor espessura, uma contextura mais elevada significando uma diminuição da distância entre planos de trama consecutivos.
A Fig. 7 mostra a utilização de fio de trama de título mais elevado em uma porção 14 do que em uma porção 12, sendo um título mais elevado representado por uma seção transversal maior. Para maior clareza, somente os fios de trama (em corte) são ilustrados. Como o número de planos de urdidura é dividido por dois entre as porções 12 e 14, como no exemplo da Fig. 2, pode-se utilizar fios de trama na porção 14 com um título dobrado em relação ao utilizado na porção 12. A variação do título em trama é inversa à variação do número de planos de urdidura caso se
16/17 busque a melhor compensação para a variação da densidade em urdidura. Todavia, uma compensação parcial pode ser adotada.
A Fig. 7 mostra ainda a possibilidade de se adotar uma variação progressiva do título dos fios de trama em uma zona de transição entre as porções 12 e 14, com o título global em planos de trama consecutivos aumentando progressivamente. No exemplo ilustrado, correspondente ao exemplo das Figs. 3A a 3J, na zona de transição entre as porções 12 e 14, o primeiro plano de trama da porção 14 é formado por sete camadas de fios de trama tj de título igual ao dos fios de trama t na porção 12. O segundo plano de trama é formado por três camadas de fios de trama t2 de título superior ao dos fios t, por exemplo, o dobro do título dos fios ti e, em cada lado dessas três camadas, duas camadas de fios de trama Q. Os planos de trama seguintes na porção 14 são formados por fios de trama t2. pode-se adotar uma transição mais gradativa, possivelmente utilizando fios de trama com um título intermediário entre os títulos dos fios tj et2.
Na descrição acima, a espessura da estrutura fibrosa é variada na direção de urdidura.
A invenção é também aplicável à fabricação de uma estrutura fibrosa com uma espessura variável na direção de trama.
A Fig. 8 mostra bem esquematicamente uma estrutura fibrosa 20 tecida tridimensionalmente com uma porção 22 e uma porção 24 que apresentam, na direção de trama, espessuras diferentes em uma direção perpendicular às direções de urdidura C e trama T.
Na porção 24 de maior espessura, o número de camadas de fios de urdidura é superior ao número de camadas de urdidura na porção 22 de menor espessura.
A transição entre a porção 22 e a porção 24 é realizada diminuindo-se o número de planos de trama e aumentando-se o número de
17/17 camadas de fios de trama de um modo semelhante ao descrito como exemplo acima para uma variação de espessura na direção de urdidura. Por isso, uma descrição detalhada não se faz necessária.
Além disso, para se evitar uma variação muito forte da 5 densidade global da estrutura fibrosa entre as porções 22 e 24, o título e/ou a contextura dos fios de urdidura na porção 24 escolhidos podem ser superiores aos dos fios de urdidura na porção 22.
Evidentemente, na direção de trama, muitas variações de espessura podem ser realizadas, sendo uma diminuição de espessura 10 efetuada por um processo inverso a um processo de aumento de espessura.

Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Processo de formação de uma estrutura fibrosa (10) por tecelagem tridimensional multicamadas, compreendendo aumentar uma espessura da estrutura fibrosa em uma direção perpendicular às direções dos fios de trama e de urdidura (C), caracterizado por durante uma transição na direção dos fios de urdidura de uma primeira porção (12) da estrutura fibrosa para uma segunda porção (14) da estrutura fibrosa com uma espessura maior do que a da primeira porção, a referida espessura aumentar incluindo um número de camadas de fios de urdidura e diminuindo um número de planos de fios, ao se constituir pelo menos um plano de urdidura (P’1; P”1, P”2) na segunda porção com fios de urdidura provenientes de ao menos dois planos de urdidura (P1, P2; P1, P2, P3) diferentes na primeira porção, ditos pelo menos dois diferentes planos de fios situando-se um atrás do outro na direção de trama, enquanto conservando o mesmo número de fios de urdidura tecidos ao longo da direção de trama.
  2. 2. Processo de formação de uma estrutura fibrosa (10) por tecelagem tridimensional multicamadas, compreendendo diminuir uma espessura da estrutura fibrosa em uma direção perpendicular às direções dos fios de trama (T) e de urdidura (C), caracterizado por durante uma transição na direção dos fios de urdidura de uma segunda porção (14) da estrutura fibrosa para uma primeira porção da estrutura fibrosa com uma espessura menor do que a da segunda porção, dita espessura diminui incluindo diminuir um número de camadas de fios de urdidura e aumentando o número de urdiduras, ao se repartir os fios de urdidura de ao menos um plano de urdidura (P’1; P”1, P”2) da segunda porção entre pelo menos dois planos de urdidura diferentes (P1, P2; P1, P2, P3) da primeira porção, ditos pelo menos dois planos de urdidura diferentes situando-se um atrás do outro na direção de trama, enquanto conservando o mesmo número de fios de urdidura tecidos ao longo da direção de trama.
    Petição 870190049866, de 28/05/2019, pág. 8/11
    2 / 4
  3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender, para a tecelagem na segunda porção (14), a utilização de fios de trama (T2) dos quais ao menos uma parte tenha um tamanho e/ou uma estrutura superiores aos dos fios de trama (T1) utilizados para a tecelagem na primeira porção (12).
  4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender a realização de uma transição entre as referidas duas porções (12, 14) da estrutura fibrosa variando-se progressivamente o tamanho global dos fios de trama (T, T1, T2) em planos de trama sucessivos.
  5. 5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por um plano de urdidura (P’1) da segunda porção (14) compreender o conjunto dos fios de urdidura de dois planos de urdidura (P1, P2) vizinhos da primeira porção (12).
  6. 6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por dois planos de urdidura vizinhos da segunda porção compreenderem os fios de urdidura de três planos de urdidura vizinhos da primeira porção.
  7. 7. Processo de formação de uma estrutura fibrosa (20) por tecelagem tridimensional multicamadas, compreendendo aumentar uma espessura da estrutura fibrosa em uma direção perpendicular às direções dos fios de trama (T) e de urdidura (C), caracterizado por durante uma transição na direção dos fios de trama de uma primeira porção (22) da estrutura fibrosa para uma segunda porção (24) da estrutura fibrosa com uma espessura maior do que a da primeira porção, dita espessura aumentar incluindo o aumento no aumento do número de camadas de fios de trama e diminuição do número de planos de tramas, ao se constituir pelo menos um plano de trama na segunda porção com fios de trama provenientes de ao menos dois planos de trama diferentes na primeira porção, ditos pelo menos dois planos de trama
    Petição 870190049866, de 28/05/2019, pág. 9/11
    3 / 4 diferentes situando-se atrás um do outro na direção de urdidura, enquanto conservando o mesmo número de fios de urdidura tecidos ao longo da direção de urdidura.
  8. 8. Processo de formação de uma estrutura fibrosa (20) por tecelagem tridimensional multicamadas, compreendendo diminuir uma espessura da estrutura fibrosa em uma direção perpendicular às direções dos fios de trama e de urdidura, caracterizado por durante uma transição na direção dos fios de trama de uma segunda porção (24) da estrutura fibrosa para uma primeira porção (22) da estrutura fibrosa com uma espessura menor do que a da segunda porção, dita espessura diminuir incluindo a diminuição do número de camadas de fios de trama e aumentando o número de planos de trama, ao se ao se repartir os fios de trama de ao menos um plano de trama da segunda porção entre planos de trama diferentes da primeira porção, ditos pelo menos dois planos de urdidura situando-se um atrás do outro em uma direção de trama, enquanto conservando o mesmo número de fios de trama tecidos ao longo da direção de trama.
  9. 9. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado por compreender, para a tecelagem na segunda porção, a utilização de fios de urdidura dos quais ao menos uma parte tenha um tamanho e/ou uma estrutura superiores aos dos fios de urdidura utilizados para a tecelagem na primeira porção.
  10. 10. Processo de acordo com a reivindicação 9 8, caracterizado por compreender a realização de uma transição entre as referidas duas porções da estrutura fibrosa variando-se progressivamente o tamanho global dos fios de urdidura em planos de urdidura sucessivos.
  11. 11. Processo de acordo com uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado por um plano de trama da segunda porção compreender o
    Petição 870190049866, de 28/05/2019, pág. 10/11
    4 / 4 conjunto dos fios de trama de dois planos de trama vizinhos da primeira porção.
  12. 12. Processo de acordo com uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado por dois planos de trama vizinhos da segunda porção compreenderem os fios de trama de três planos de trama vizinhos da primeira porção.
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