ES2256570T3 - Producto laminado de espesor ajustable por peladura, procedimiento de produccion de este producto y aplicacion a la constitucion de calas reguladoras para conjuntos mecanicos. - Google Patents
Producto laminado de espesor ajustable por peladura, procedimiento de produccion de este producto y aplicacion a la constitucion de calas reguladoras para conjuntos mecanicos.Info
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Abstract
Producto laminado presentando un espesor regulable por división de capas, comprendiendo este producto un apilamiento (2) alternado de hojas (4) y de capas (6) de un material adhesivo (8), presentando cada hoja 4 una resistencia intrínseca al desgarramiento, y cada capa (6) de material adhesivo (8) uniendo una a otra dos hojas (4) adyacente del apilamiento (2) por una fuerza de unión más débil que la resistencia de las hojas (4) al desgarramiento, de lo cual resulta que cada hoja (4) puede separarse del apilamiento (2) sin romperse, caracterizado porque cada hoja (4) está formada de fibras tejidas y porque cada hoja (4) de cada par de hojas (4) adyacentes a una misma capa (6) común de material adhesivo (8)está impregnada en espesor de una masa de material adhesivo (8) que forma bloque con la capa (6) común de material adhesivo (8).
Description
Producto laminado de espesor ajustable por
peladura, procedimiento de producción de este producto y aplicación
a la constitución de calas reguladoras para conjuntos mecánicos.
La presente invención se refiere de manera
general a productos laminados presentando un espesor regulable por
división en capas, los procedimientos de fabricación de tales
productos, y su aplicación como calas de reglaje para conjuntos
mecánicos.
Precisamente la invención se refiere en un primer
aspecto a un producto laminado presentando un espesor regulable por
división en capas, comprendiendo este producto un apilamiento
alternado de hojas y de capas de un material adhesivo, presentando
cada hoja una resistencia intrínseca al desgarramiento, y uniendo
cada capa de material adhesivo una a otra dos hojas adyacentes del
apilamiento por una fuerza de unión más débil que la resistencia de
las hojas al desgarramiento, de lo cual resulta que cada hoja puede
separarse del apilamiento sin desgarrarse.
Estos materiales, llamados pelables, son
ampliamente utilizados como calas de espesor en unos conjuntos
mecánicos complejos, en particular en la aeronáutica. Estos
conjuntos pueden comprender varias centenas, incluso varios miles
de piezas, presentando cada una tolerancias dimensionales. La suma
de las tolerancias crea juegos que pueden en ciertos casos ser
considerables, varios milímetros, que es necesario compensar a fin
de permitir a los conjuntos mecánicos asegurar correctamente sus
funciones.
Se utiliza a tal efecto unas calas reguladoras,
normalmente pelables, de materiales metálicos o de polímeros. Estas
calas pelables están compuestas de láminas finas superpuestas y
pegadas entre ellas de manera a constituir unos espesores más o
menos importantes, y fabricadas para adaptarse al contorno exterior
de los órganos a ajustar. El reglaje se realiza por la reducción
del espesor de la cala pelando una o varias de estas láminas y
insertando la cala en el sitio donde el juego se ha observado.
EP-A-667233
describe una cala reguladora pelable, comprendiendo una serie de
hojas entre las cuales están intercaladas capas de adhesivo. Dichas
hojas son metálicas o eventualmente de materia plástica.
US-A-4526641
describe una cala constituida por un apilamiento de hojas
termoendurecedoras unidas entre ellas por un adhesivo de misma
naturaleza, y caracterizada por una cierta fuerza de cohesión
intralaminar.
Las tecnologías mecánicas de punta, especialmente
para los aviones o los helicópteros, integran progresivamente
materiales que comprenden tejidos de fibras de vidrio, de carbono,
de cerámica o de aramida para realizar unos componentes mecánicos
importantes de los aparatos. Para ciertos helicópteros, 40% de la
masa del aparato está así constituida de tales materiales.
Ahora bien, no existe actualmente calas pelables
constituidas de materiales de este tipo. Los polímeros pelables
actuales son películas lisas, y aunque puedan incluir una pequeña
carga mineral, con preferencia constituida de fibras de vidrio,
pertenecen a la familia de los plásticos por sus características
mecánicas y térmicas limitadas y muy inferiores a lo que se puede
alcanzar con unos tejidos de fibras como los citados arriba.
Como consecuencia, los constructores deben prever
unos ajustes por mecanización, directamente sobre las piezas
mecánicas, lo que es muy costoso a la fabricación y todavía más al
mantenimiento, o bien utilizar materiales pelables metálicos o
polímeros en los casos en que las tensiones mecánicas no son
demasiado elevadas. Sin embargo, en este ultimo caso, se expone a
un desgaste prematuro de las piezas por abrasión acoplando
materiales de naturalezas diferentes.
En este contexto, un primer objetivo de la
invención es proponer un producto laminado que palia las
dificultades descritas arriba.
Con este fin, el producto según la invención, por
otra parte conforme a la definición genérica que da el preámbulo
arriba, es esencialmente caracterizado porque cada hoja es
esencialmente formada de fibras tejidas, y porque cada hoja de cada
par de hojas adyacentes a una misma capa común de material adhesivo
está impregnada en espesor de una masa de material adhesivo que
forma bloque con la capa común de material adhesivo.
En un modo de realización del producto según la
invención, el material adhesivo es una resina, por ejemplo de tipo
epoxi, fenólica, vinilester o polivinilica, solidarizando las hojas
por una operación de polimerización.
Según un aspecto ventajoso del producto según la
invención, el material adhesivo puede representar 40% a 60% del
volumen del producto antes de la operación de polimerización.
Según un aspecto ventajoso del producto según la
invención, pueden añadirse adyuvantes a la resina para formar el
material adhesivo, siendo estos adyuvantes unos endurecedores y/o
unos diluyentes destinados a modificar la viscosidad del material
adhesivo.
Según un aspecto ventajoso del producto según la
invención, la adherencia de las hojas adyacentes unas a otras puede
disminuirse aumentando la cantidad de diluyente en proporción de la
cantidad de resina en el material adhesivo.
Según un aspecto ventajoso del producto según la
invención, el adyuvante puede representar más de 50% en volumen del
material adhesivo antes de la operación de polimerización.
Según un aspecto ventajoso del producto según la
invención, las fibras de las hojas pueden ser esencialmente fibras
de vidrio, de carbono, de cerámica o de aramida, o una mezcla de
éstas.
Según un segundo aspecto, la invención se refiere
a un procedimiento de fabricación de un producto laminado
presentando un espesor regulable por división en capas,
comprendiendo este procedimiento una operación de apilamiento que
consiste en formar un apilamiento alternado de hojas y de capas de
un material adhesivo.
El procedimiento según la invención, por otra
parte conforme a la definición genérica que da el preámbulo arriba,
es esencialmente caracterizado porque comprende, previamente a la
operación de apilamiento, las operaciones que consisten en elegir,
como hoja, un tejido de fibras tejidas, e impregnar en espesor cada
hoja de un material adhesivo, estando cada capa de material
adhesivo dispuesta entre dos hojas adyacentes formada por unión del
material adhesivo impregnando una de las hojas adyacentes por el
material adhesivo impregnando la otra hoja adyacente.
En un modo de realización posible del
procedimiento según la invención, el material adhesivo es una
resina, por ejemplo de tipo epoxi, fenólico, vinilester o
polivinílico.
Según un aspecto ventajoso del procedimiento
según la invención, el material adhesivo puede representar 40% a
60% del volumen de la hoja después de impregnación.
Según un aspecto ventajoso del procedimiento
según la invención, pueden añadirse adyuvantes a la resina para
formar el material adhesivo, siendo estos adyuvantes unos
endurecedores y/o diluentes destinados a modificar la viscosidad
del material adhesivo.
Según un aspecto ventajoso del procedimiento
según la invención, las fibras de las hojas pueden ser esencialmente
fibras de vidrio, de carbono, de cerámica o de aramida o una mezcla
de éstas.
Según un aspecto ventajoso del procedimiento
según la invención, este procedimiento puede comprender una etapa
de polimerización de las hojas impregnadas consistiendo en disponer
las hojas entre dos soportes planos paralelos, estando estos
soportes apretados uno contra otro a temperatura ambiente o en
caliente durante una duración predeterminada.
Según un aspecto ventajoso del procedimiento
según la invención, el material adhesivo puede comprender más de
50% de adyuvante.
Según un aspecto ventajoso del procedimiento
según la invención, este procedimiento puede comprender una etapa
de prepolimerización consistiendo en mantener a temperatura ambiente
las hojas impregnadas durante una duración predeterminada.
Según un aspecto ventajoso del procedimiento
según la invención, la adherencia de las hojas del producto laminado
adyacentes unas a otras puede disminuirse aumentando la cantidad de
diluyente en proporción de la cantidad de resina en el material
adhesivo y/o aumentando la duración de la etapa de
prepolimerización.
Según un aspecto ventajoso del procedimiento
según la invención, la operación de impregnación de los tejidos de
fibra puede efectuarse por pulverización, por aplicación manual
mediante un rodillo, por impresión sobre una máquina de tipo
"offset" o por inmersión.
Según un tercer aspecto, la invención se refiere
a las calas reguladoras pelables para los conjuntos mecánicos.
Las calas reguladoras pelables según la invención
están constituidas esencialmente de un producto laminado según la
invención o obtenido con el procedimiento de fabricación según la
invención.
Otras características y ventajas de la invención
se harán evidentes con la descripción a continuación, a título
indicativo y en absoluto limitativo, haciendo referencia a los
dibujos anexos, en los cuales:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de un
producto laminado según la invención,
- la figura 2 es una vista en sección en el
plano
II-II de la figura 1,
II-II de la figura 1,
- la figura 3 es una vista en perspectiva de un
tejido impregnado del producto laminado de la figura 1, y
- la figura 4 es una vista en perspectiva del
tejido de la figura 3 antes de impregnación.
Como lo muestran las figuras 1 y 2, la invención
se refiere a un producto laminado comprendiendo un apilamiento 2 de
hojas 4 separadas por capas 6 de un material adhesivo 8. Cada hoja 4
presenta una resistencia intrínseca al desgarramiento, dependiente
de la naturaleza y de la forma de la materia o de las materias que
la constituye.
El material adhesivo 8 y el espesor de cada capa
6 uniendo una a otra dos hojas 4 adyacentes del apilamiento 2 están
elegidas de tal manera que la fuerza de unión juntando las dos hojas
es más débil que la resistencia de estas hojas al desgarramiento,
de lo cual resulta que cada hoja puede separarse del apilamiento sin
desgarrarse.
Según la invención, cada hoja 4 comprende un
tejido de fibras 12 tejidas delimitando entre ellas unos
intersticios 14. Los tejidos 12 de cada hoja 4 de cada par de hojas
adyacentes a una misma capa 6 de material adhesivo 8 están
impregnados en espesor de una masa de material adhesivo que forma
bloque con la capa común de material adhesivo al menos a través de
los intersticios 14 de esta hoja.
Estos tejidos 12 están formados de fibras
entrecruzadas, como lo muestra las figuras 3 y 4. Las fibras pueden
ser fibras de vidrio, de carbono, de cerámica o de aramida, o de
cualquier otro material presentando unas propiedades mecánicas
comparables. Varios tipos de fibras pueden mezclarse en un mismo
tejido. Estos tejidos son conocidos del especialista y no se
describirán con más detalle.
El material adhesivo 8 es un material
polimerizable, sea por tratamiento térmico, sea a temperatura
ambiente. Este material adhesivo es por ejemplo una resina epoxi,
fenólica, vinilester o polivinilica. Con preferencia es
mono-constituyente.
En ciertos casos se añaden adyuvantes, detallados
más abajo, a la resina. Estos adyuvantes son de dos tipos. Se
añaden unos endurecedores para conferir al producto laminado
características mecánicas determinadas, por ejemplo de dureza, de
rigidez, o de resistencia en tracción y en compresión.
El segundo tipo de adyuvante es un diluyente
destinado a modificar la viscosidad del material adhesivo 8. La
cantidad de diluyente va a influir sobre la calidad de la
impregnación del tejido fibroso 12, y igualmente sobre la
adherencia de las hojas 4 adyacentes una con relación a otra.
Describiremos ahora el procedimiento de
preparación del producto laminado.
Unas piezas de tejido fibroso 12 mencionado
arriba primero se cortan y se ponen a las dimensiones deseadas.
Cada una de entre ella constituirá una hoja del producto laminado
después de tratamiento.
La pieza de tejido se somete después una
operación de impregnación por el material adhesivo 8. Uno de los
aspectos importantes de la invención es obtener una buena
impregnación del tejido fibroso por el material adhesivo, es decir
una impregnación tan completa como posible, por la cual todas las
fibras del tejido están completamente rodeadas por una ganga de
material adhesivo y todos los intersticios 14 del tejido 12 están
llenos, como se ve a la figu-
ra 3.
ra 3.
Para alcanzar este resultado, se utiliza una
cantidad de resina comprendida entre 40% y 60% del volumen del
tejido 12 después de impregnación.
Esta cantidad de material adhesivo 8 es
considerablemente más elevado que la cantidad puesta en práctica en
productos laminados del arte anterior. En el arte anterior, el
material adhesivo solo sirve a constituir la capa adhesiva que
separa dos hojas 4 adyacentes, de un espesor de dos micras
aproximadamente, cuando según la invención, sirve igualmente a
constituir la hoja misma.
Otro parámetro importante para el éxito de la
operación de impregnación es la viscosidad del material adhesivo 8.
Esta depende evidentemente de la elección de la resina polimerizable
utilizada, que es función de la aplicación apuntada para el
producto laminado a fabricar. La viscosidad natural de la resina
puede corregirse añadiendo el diluyente mencionado arriba. Este
diluyente es acuoso o en solución en otro solvente en función de la
resina elegida.
La elección del diluyente y la cantidad a añadir
no plantea problema para el especialista.
La operación de impregnación se realiza por
pulverización mediante una tobera o una pistola, por aplicación con
rodillo manual, por impresión con maquina "offset", por
inmersión del tejido 12 en un baño de material adhesivo o por
cualquier otra técnica permitiendo una buena penetración del
material adhesivo 8 en el tejido fibroso 12.
Las hojas 4 de tejido impregnado están después si
es necesario conservadas en espera de utilización en una cámara
fría a una temperatura inferior a menos 18ºC. Esta característica de
la invención es particularmente ventajosa puesto que permite
fabricar las hojas en grandes series. La conservación a la
temperatura mencionada arriba permite bloquear el fenómeno de
polimerización del material adhesivo 8. La duración del
almacenamiento puede esperar varios meses sin que esto ocasione una
degradación de los resultados del producto laminado obtenido a
partir de las hojas 4 almacenadas.
Las hojas 4 de tejido impregnado sufren después
una operación de prepolimerización. Esta operación consiste en
mantener a temperatura ambiente las hojas 4 de tejido impregnado
durante un tiempo predeterminado.
La adherencia de las hojas de la pila adyacentes
unas a otras, es decir la facilidad con la cual pueden pelarse,
depende a la vez de la duración de la operación de prepolimerización
y de la cantidad de diluyente añadido en el material adhesivo 8 en
proporción de la resina.
En ausencia de diluyente, el producto laminado
obtenido a partir de las hojas 4 de tejido impregnado
prepolimerizadas durante seis meses es de una pelabilidad fácil. El
producto laminado obtenido a partir de las hojas 4 de tejido
impregnado prepolimerizadas durante dos meses es de una pelabilidad
media. El producto laminado obtenido a partir de las hojas 4 de
tejido impregnado que no han sido prepolimerizadas es de una difícil
pelabilidad.
El aumento de la cantidad de diluyente juega en
el sentido de una mayor facilidad de peladura de las hojas 4. La
introducción de una cierta cantidad de diluyente en el material
adhesivo 8 permitirá pues obtener unas pelabilidades equivalentes,
con unas duraciones de polimerizaciones más cortas que las que están
indicadas arriba.
Se considera que si el material adhesivo 8
contiene más de 50% de diluyente en volumen antes de impregnación,
la fase de prepolimerización no es ya necesaria para obtener
productos laminados de pelabilidad media.
Las hojas 4 de tejido impregnado se someten
finalmente a una operación de polimerización final bajo presión.
Esta operación consiste a disponer las hojas 4 en pila entre dos
soportes planos paralelos, estando estos soportes apretados uno
contra otro a temperatura ambiente o en caliente durante un tiempo
predeterminado. Unas uniones químicas se crean en la interfase
entre las masas de material adhesivo 8 impregnando los tejidos 12
de las hojas 4 adyacentes, creando así la capa 6 intermedia de unión
entre las hojas 4.
Esta operación confiere al producto laminado las
cualidades mecánicas buscadas de paralelismo, de planeidad, de
cohesión y de pelabilidad.
Los soportes planos están constituidos por dos
platos de acero calibrados de fuerte espesor, por ejemplo 50 mm. Los
platos están atravesados en periferia por unas varillas fileteadas o
tornillos, sobre los cuales un apretamiento proporcional está
aplicado mediante un útil dinamométrico. Esta operación se efectúa a
temperatura ambiente o en una estufa a temperatura controlada.
En otro modo de realización, las hojas están
apiladas y apretadas en una prensa calentadora.
La duración de la operación de polimerización es
función de la naturaleza de la resina utilizada en el material
adhesivo 8, de la temperatura y de la cantidad de diluyente añadido.
A temperatura ambiente, esta duración va de algunos días si el
material adhesivo 8 contiene más de 50% de diluyente en volumen a
varias semanas si el material adhesivo 8 no contiene diluyente. Con
calefacción esta duración está reducida a algunas horas,
generalmente de una a tres
horas.
horas.
Finalmente el producto laminado está mecanizado o
cortado si necesario a las dimensiones adecuadas.
La pieza después de esta última etapa constituye
el producto laminado listo para empleo.
Los productos laminados de este tipo están bien
adaptados para servir de calas para la industria aeronáutica, por
ejemplo para aviones o helicópteros, conteniendo éstos un número más
y más grande de piezas de materiales comprendiendo tejidos de
fibras.
Es evidente que estos productos laminados pueden
igualmente servir de calas pelables en otros campos generalmente en
todos los casos en que características de ligereza y de resistencia
mecánicas están buscadas.
Hay que mencionar que los productos laminados
descritos arriba son particularmente fáciles de pelar, esta
peladura puede hacerse a mano, sin necesidad de útil, a diferencia
de las calas metálicas.
Claims (18)
1. Producto laminado presentando un espesor
regulable por división de capas, comprendiendo este producto un
apilamiento (2) alternado de hojas (4) y de capas (6) de un material
adhesivo (8), presentando cada hoja 4 una resistencia intrínseca al
desgarramiento, y cada capa (6) de material adhesivo (8) uniendo una
a otra dos hojas (4) adyacente del apilamiento (2) por una fuerza
de unión más débil que la resistencia de las hojas (4) al
desgarramiento, de lo cual resulta que cada hoja (4) puede separarse
del apilamiento (2) sin romperse, caracterizado porque cada
hoja (4) está formada de fibras tejidas y porque cada hoja (4) de
cada par de hojas (4) adyacentes a una misma capa (6) común de
material adhesivo (8)está impregnada en espesor de una masa
de material adhesivo (8) que forma bloque con la capa (6) común de
material adhesivo (8).
2. Producto laminado según la reivindicación 1,
caracterizado porque el material adhesivo (8) es una resina,
por ejemplo de tipo epoxi, fenólica, vinilester, o polivinilica,
solidarizando las hojas (4) por una operación de
polimerización.
3. Producto laminado según la reivindicación 2,
caracterizado porque el material adhesivo (8) representa 40%
a 60% del volumen del producto antes de la operación de
polimerización.
4. Producto laminado según una cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 3, caracterizado porque se añaden unos
adyuvantes a la resina para formar el material adhesivo (8), siendo
estos adyuvantes unos endurecedores y/o diluyentes destinados a
modificar la viscosidad del material adhesivo.
5. Producto laminado según la reivindicación 4,
caracterizado porque la adherencia de las hojas (4)
adyacentes unas a otras está disminuida aumentando la cantidad de
diluyente en proporción de la cantidad de resina en el material
adhesivo (8).
6. Producto laminado según la reivindicación 4 ó
5, caracterizado porque el adyuvante representa más de 50%
en volumen del material adhesivo (8) antes de la operación de
polimerización.
7. Producto laminado según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las fibras de
las hojas (4) son fibras de vidrio, de carbono, de cerámica o de
aramida, o una mezcla de
éstas.
éstas.
8. Procedimiento de fabricación de un producto
laminado presentando un espesor regulable por división de capas,
comprendiendo este procedimiento una operación de apilamiento
consistiendo en formar un apilamiento alternado de hojas (4) y de
capas (6) de un material adhesivo (8), caracterizado porque
comprende, previamente a la operación de apilamiento, las
operaciones que consisten en elegir, como hoja (4) un tejido (12) de
fibras tejidas, y en impregnar en espesor cada hoja (4) de un
material adhesivo (8), estando cada capa (6) de material adhesivo
(8) dispuesta entre dos hojas (4) adyacentes formada por unión del
material adhesivo (8) impregnando una de las hojas (4) adyacentes
por el material adhesivo (8) impregnando la otra hoja adyacente
(4).
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque el material adhesivo 8 es una resina por
ejemplo de tipo epoxi, fenólica, vinilester o polivinílica.
10. Procedimiento según la reivindicación 8 ó 9,
caracterizado porque el material adhesivo (8) representa 40%
a 60% del volumen de la hoja (4) después de impregnación.
11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10,
caracterizado porque se añaden unos adyuvantes a la resina
para formar el material adhesivo (8), siendo dichos adyuvantes unos
endurecedores y/o diluyentes destinados a modificar la viscosidad
del material adhesivo (8).
12. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque las fibras de
las hojas (4) son fibras de vidrio, de carbono, de cerámica o de
aramida, o una mezcla de éstas.
13. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque este
procedimiento comprende una etapa de polimerización de las hojas (4)
impregnadas consistiendo a disponer las hojas (4) entre dos soportes
planos paralelos, estando estos soportes apretados uno contra otro a
temperatura ambiente o en caliente durante un tiempo
predeterminado.
14. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 13 en combinación con la reivindicación 11,
caracterizado porque el material adhesivo (8) comprende más
de 50% de adyuvante.
15. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque este
procedimiento comprende una etapa de prepolimerización consistiendo
en mantener a temperatura ambiente las hojas (4) impregnadas durante
un tiempo predeterminado.
16. Procedimiento según la reivindicación 15 en
combinación con la reivindicación 11, caracterizado porque la
adherencia de las hojas (4) del producto laminado adyacentes unas a
otras está disminuida aumentando la cantidad de diluyente en
proporción de la cantidad de resina en el material adhesivo (8) y/o
en aumentando la duración de la etapa de prepolimerización.
17. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 16, caracterizado porque la operación de
impregnación de los tejidos (12) de fibras se efectúa por
pulverización, por aplicación manual mediante un rodillo, por
impresión sobre una máquina de tipo "offset" o por
inmersión.
18. Aplicación de un producto según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, o de un producto obtenido
por el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 8
a 17, a la constitución de una cala reguladora pelable para
conjuntos mecánicos.
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