ES2317436T3 - Procedimiento para fabricar un componente de sandwich con un nucleo de nido de abeja. - Google Patents
Procedimiento para fabricar un componente de sandwich con un nucleo de nido de abeja. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2317436T3 ES2317436T3 ES06120325T ES06120325T ES2317436T3 ES 2317436 T3 ES2317436 T3 ES 2317436T3 ES 06120325 T ES06120325 T ES 06120325T ES 06120325 T ES06120325 T ES 06120325T ES 2317436 T3 ES2317436 T3 ES 2317436T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- layer
- vacuum
- honeycomb
- honeycomb core
- procedure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D24/00—Producing articles with hollow walls
- B29D24/002—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled
- B29D24/005—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled the structure having joined ribs, e.g. honeycomb
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/06—Fibrous reinforcements only
- B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
- B29C70/086—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers and with one or more layers of pure plastics material, e.g. foam layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
- B29C70/28—Shaping operations therefor
- B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
- B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C70/44—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding
- B29C70/443—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using isostatic pressure, e.g. pressure difference-moulding, vacuum bag-moulding, autoclave-moulding or expanding rubber-moulding and impregnating by vacuum or injection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D24/00—Producing articles with hollow walls
- B29D24/002—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled
- B29D24/005—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled the structure having joined ribs, e.g. honeycomb
- B29D24/007—Producing articles with hollow walls formed with structures, e.g. cores placed between two plates or sheets, e.g. partially filled the structure having joined ribs, e.g. honeycomb and a chamfered edge
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
- B32B3/10—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material
- B32B3/12—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a discontinuous layer, i.e. formed of separate pieces of material characterised by a layer of regularly- arranged cells, e.g. a honeycomb structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
- B32B37/146—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers whereby one or more of the layers is a honeycomb structure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
- B32B5/22—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed
- B32B5/24—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer
- B32B5/28—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by the presence of two or more layers which are next to each other and are fibrous, filamentary, formed of particles or foamed one layer being a fibrous or filamentary layer impregnated with or embedded in a plastic substance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2031/00—Other particular articles
- B29L2031/60—Multitubular or multicompartmented articles, e.g. honeycomb
- B29L2031/608—Honeycomb structures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
- B32B2305/02—Cellular or porous
- B32B2305/024—Honeycomb
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24149—Honeycomb-like
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Procedimiento para fabricar un componente en sándwich (10) con un núcleo de nido de abeja (12), cuyos nidos de abeja (18) están cerrados por ambos lados y esto por lo menos en un lado por medio de una capa de recubrimiento (14) de material fibroso (24) embebida en un material de matriz (26), comprendiendo el procedimiento las siguientes etapas: fabricar una estructura plana que comprende el núcleo de nido de abeja (12) y por lo menos en un lado, dispuestas sobre el núcleo de nido de abeja (12), de dentro a fuera, una capa adhesiva endurecible (20; 201, 202) en el lado exterior del núcleo de nido de abeja (12), una capa de bloqueo (16; 161, 162) y una capa de fibras (24; 241, 242; 2411, 2412, 2421, 2422); encerrar la estructura plana, dispuesta sobre una herramienta de moldeo (30) unilateral en un espacio hermético a los gases que se forma por medio de una lámina de vacío (48) aplicada sobre la herramienta de moldeo unilateral; generar un vacío en este espacio hermético a los gases; tras generar el vacío, endurecer total o parcialmente la capa adhesiva (20; 201, 202) entre el núcleo de nido de abeja (12) y la capa de bloqueo (16; 161, 162) bajo este vacío, de tal modo que las celdas del nido de abeja sean por lo menos parcialmente evacuadas antes de que sean cerradas por la capa de bloqueo (16; 161, 162); tras endurecer total o parcialmente la capa adhesiva (20; 201, 202), infusión de la capa de fibras (24; 241; 242; 2411; 2412; 2421; 2422) bajo vacío con un material de matriz (26); y endurecimiento del material de matriz (26) bajo vacío.
Description
Procedimiento para fabricar un componente en
sándwich con un núcleo de nido de abeja.
La presente invención se refiere en general a
componentes de material compuesto fibroso de construcción ligera a
modo de construcción en sándwich con un núcleo de celdas abiertas
como material de soporte para el material compuesto fibroso. En
particular, la invención se refiere a un procedimiento de
fabricación para tal componente en sándwich reforzado con fibras
con un núcleo de nido de abeja.
Los componentes en sándwich reforzados con
fibras con un núcleo en sí abierto como, por ejemplo, un núcleo de
nido de abeja, que está cerrado por ambos lados por medio de una
capa de recubrimiento de material compuesto fibroso, son en sí
conocidos y encuentran utilización en ámbitos muy diferentes. Se
utilizan, por ejemplo, en la construcción de vehículos para
aviación y navegación espacial, para navegación marítima y también
en la construcción de vehículos automóviles y ferroviarios. A las
ventajas más importantes de tales componentes pertenece una
relación muy elevada de resistencia a peso. Por tanto, contribuyen a
una reducción de peso. En los componentes citados un punto muy
importante con respecto a la alta resistencia está, entre otros, en
la calidad de la unión entre las capas de recubrimiento de material
compuesto fibroso y el núcleo de nido de abeja.
Un procedimiento conocido basado en autoclave
para fabricar tales componentes comprende el tendido sobre el
núcleo de nido de abeja, de capas de fibras estratificadas unas
sobre otras impregnadas previamente con resina no endurecida, los
llamados "prepegs", y un tratamiento subsiguiente a presión y
temperatura de la estructura plana en el autoclave. Gracias al
tratamiento en el ciclo de autoclave se realiza, por un lado, la
fabricación de las capas de recubrimiento de material compuesto
fibroso de las capas de prepeg por medio de gelificación y
subsiguiente endurecimiento de la resina y, por otro lado, el amarre
de las capas de recubrimiento al núcleo de nido de abeja por medio
de la resina que se endurece en las almas del nido de abeja. Para
fabricar componentes de material compuesto fibroso de alta calidad
con un núcleo de nido de abeja se utilizan actualmente y de forma
predominante tales procedimientos de autoclave. En estos
procedimientos son desventajosos, entre otros, los costes muy
elevados de adquisición y funcionamiento, así como las limitaciones
de los posibles tamaños del componente, las dos cosas condicionadas
por el autoclave. Además, la técnica de prepeg tiene como desventaja
unos costosos trabajos de colocación de las capas delgadas, una
reducida estabilidad de las capas de prepeg y unos requisitos de
almacenamiento especiales resultantes de ello.
Otro procedimiento conocido para fabricar
componentes en sándwich reforzados con fibras, con núcleo de nido
de abeja, se basa en el procedimiento denominado RTM
(Resin-Transfer-Molding -
moldeo por transferencia de resina). En este procedimiento se
dispone el núcleo en un molde cerrable junto con capas dispuestas
sobre él, hechos de material fibroso seco, es decir, no impregnado
previamente. El molde consiste en dos mitades de molde calentables
cuyo contorno interior corresponde al contorno exterior del
componente acabado. En el espacio cerrado del molde se suministra
resina líquida al material fibroso seco. La resina se endurece por
calentamiento del molde. En este caso, la resina puede suministrarse
bajo sobrepresión en el molde RTM o bajo vacío en el molde RTM. La
correspondiente diferencia de presión sirve, entre otras cosas, para
evitar oclusiones de aire no deseadas en la capa de recubrimiento.
Por medio de estructuras fibrosas planas tendidas secas se evitan
diferentes desventajas de la técnica de prepeg. No obstante, en
tales procedimientos RTM debe impedirse una penetración no deseada
de resina líquida en las celdas abiertas del núcleo de nido de
abeja. Para ello es conocido el recurso de cerrar el núcleo de nido
de abeja por ambos lados con una capa de bloqueo impermeable a la
resina que impide un llenado de las celdas del nido de abeja con
resina líquida. No obstante, la capa de bloqueo intercalada es
problemática debido a que el amarre entre el nido de abeja y la capa
de recubrimiento ya no puede lograrse directamente por medio de la
resina de la capa de recubrimiento. Por el documento EP 0 722 825
es conocido un procedimiento RTM correspondiente que utiliza
sobrepresión en el molde. Procedimientos RTM correspondientes, que
proponen vacío en el molde, son conocidos por los documentos EP 0
770 472, EP 0 786 330 y EP 1 281 505. Por el documento WO 02/074469
es conocido otro procedimiento RTM en el que se sella el núcleo de
nido de abeja amarrando una capa de bloqueo al núcleo por
endurecimiento de una capa adhesiva bajo un vacío aplicado
anteriormente. No obstante, estos procedimientos adolecen del
inconveniente de conllevar elevados costes de adquisición y
funcionamiento. Entre otras cosas, se necesita un costoso molde RTM
especial calentable, para cada tipo de componente.
Por tanto, se adjudica un elevado interés a
procedimientos que no se basen en soluciones RTM o de autoclave.
Tales procedimientos deberían hacer que se puedan fabricar en serie
y de manera más económica componentes de mayor tamaño con núcleo de
nido de abeja, idealmente de calidad equivalente.
A estos procedimientos pertenecen los
denominados procedimientos VARTM (Vacuum Assisted
RTM-RTM asistido por vacío). En el documento EP 1
524 105 se ha propuesto por la solicitante aplicar también en la
fabricación de componentes en sándwich con núcleo de celdas
abiertas un procedimiento en el que sólo se utiliza una herramienta
de moldeo no calentable de una pieza que se cierra herméticamente
con una bolsa de vacío, designándose éste también como
procedimiento de infusión al vacío. En contraposición a
procedimientos de moldeo de bolsa de vacío con prepegs, se utilizan
también capas de fibras secas e infusión de resina líquida en los
procedimientos VARTM. Otro procedimiento de infusión al vacío para
fabricar un componente de material compuesto fibroso de núcleo de
nido de abeja es conocido como ejemplo de realización por el
documento EP 1 308 266. En este caso, el núcleo de nido de abeja se
cierra de manera impermeable a la resina, por ejemplo por medio de
una resistente película pegable y una capa de adhesivo. Según el
documento EP 1 308 266, un ciclo de procedimiento único para
fabricar el componente de material compuesto fibroso puede implicar
también el tratamiento térmico para amarrar la película resistente
al núcleo de nido de abeja.
No obstante, actualmente, frente a los
procedimientos de autoclave de, en parte, pequeñas proporciones en
volumen de fibras, los procedimientos VARTM generan mayores
oscilaciones en la dimensión del espesor, así como mayores valores
de porosidad de las capas de material compuesto fibroso. En
particular, en su aplicación a componentes en sándwich con núcleo
de celdas abiertas, condicionado, entre otras, por la capa de
bloqueo también necesaria, en este procedimiento, está también
necesitada de mejora la calidad de la unión entre las capas de
recubrimiento de material compuesto fibroso o de la capa de bloqueo
y el material del núcleo. En aplicaciones con requisitos de calidad
muy elevados, por ejemplo, como componentes estructurales para
aviación, las dificultades antes indicadas impiden actualmente una
amplia difusión de componentes en sándwich, en particular con
núcleo de celdas abiertas, que se han generado de manera barata por
medio de procedimientos VARTM.
Un problema de la presente invención es proponer
un procedimiento para fabricar un componente en sándwich reforzado
con fibras con un núcleo de celdas abiertas, en particular un núcleo
de nido de abeja. Con este procedimiento se deberán poder generar
componentes que satisfagan requisitos de calidad muy altos. En
particular, en los componentes fabricados con este procedimiento,
la unión entre las capas de recubrimiento de material compuesto
fibroso y el núcleo deberá satisfacer requisitos de calidad bastante
altos.
El procedimiento según la invención sirve para
fabricar un componente en sándwich reforzado con fibras con un
núcleo de nido de abeja, cuyos nidos de abeja están cerrados en
ambos lados y esto por lo menos en un lado por medio de una capa de
recubrimiento de material fibroso que está embebido en material de
matriz. El problema de la invención se resuelve porque el
procedimiento comprende los siguientes pasos:
- fabricar una estructura plana que comprende el núcleo de nido de abeja, así como por lo menos en un lado del núcleo de nido de abeja, dispuestas de dentro a fuera, una capa adhesiva endurecible, una capa de bloqueo y una capa de fibras;
- -
- encerrar la estructura plana en un espacio hermético al gas;
- -
- generar un vacío en este espacio hermético al gas;
- -
- endurecer total o parcialmente la capa adhesiva entre el núcleo de nido de abeja y
- la capa de bloqueo bajo este vacío, de modo que las celdas del nido de abeja sean puestas bajo vacío por lo menos parcialmente antes de que sean encerradas por la capa de bloqueo;
- -
- tras el endurecimiento total o parcial de la capa de adhesivo, infundir la capa de fibras bajo vacío con un material de matriz, y
- -
- endurecer el material de matriz bajo vacío.
\vskip1.000000\baselineskip
Por medio de este procedimiento se logran, entre
otras, dos ventajas esenciales. Por un lado, debido a las celdas
del nido de abeja puestas bajo vacío por lo menos parcialmente, se
mejora la unión adhesiva entre la capa o capas de bloqueo y el
núcleo de nido de abeja, de modo que se garantiza una mayor
resistencia a la tracción en dirección perpendicular a las capas en
sándwich. Se acepta que esto puede atribuirse a un amarre homogéneo
de la capa o capas adhesivas a las celdas del nido de abeja y a una
minimización de oclusiones de aire o de gas en la propia capa
adhesiva. Por otro lado, se minimiza una formación de poros no
deseada en el material de matriz endurecido de la capa o capas de
recubrimiento y en la capa o capas adhesivas, por cuanto que casi
no se difunde gas, o no se difunde gas en absoluto, desde las celdas
del nido de abeja en el material de matriz o en la capa o capas
adhesivas durante su endurecimiento. Una minimización de oclusiones
de aire o de gas en el material de matriz de la capa o capas de
recubrimiento y en la capa o capas adhesivas contribuye a una unión
adhesiva mejorada con la capa de bloqueo o el núcleo de nido de
abeja.
Frente a la actual opinión unánime de que los
componentes en sándwich reforzados con fibras deben cumplir
elevados requisitos de calidad, por ejemplo para su aplicación uso
como componentes estructurales en aviación, sólo pueden fabricarse
por medio de procedimientos basados en autoclave o eventualmente en
RTM, con el procedimiento modificado propuesto, sin autoclave y sin
sobrepresión, se consigue fabricar componentes de alta calidad. Por
tanto, en comparación con los procedimientos convencionales basados
en autoclave o en RTM que se han utilizado hasta ahora para la
fabricación de componentes en sándwich con alta resistencia y
porosidad reducida, con el procedimiento según la invención se
pueden fabricar componentes de calidad comparable de una manera
sensiblemente más barata.
En una forma de realización particularmente
preferida, el procedimiento comprende además encerrar la estructura
plana en un espacio parcial hermético con respecto al material de
matriz, dentro del espacio hermético al gas, por medio de una
membrana microporosa que es impermeable al material de matriz y
permeable a los gases. Con ayuda de esta membrana, el espacio
parcial se solicita también con vacío sin que pueda salir de este
espacio parcial material de matriz líquido. En esta variante, se
aplica el principio del denominado procedimiento VAP ("Vacuum
Assisted Process" - "procedimiento asistido por vacío"), que
representa un procedimiento VARTM mejorado. El procedimiento VAP
está descrito con más detalle, por ejemplo, en los documentos de
patente DE 198 13 104 y EP 1 181 149 y en un artículo con el título
"VAP für Faserverbundteile" de la revista "Automotive
Materials", número 03/05, páginas 38-40. Gracias
al uso de una membrana cuyo tamaño de poros se ha elegido de modo
que se pueda evacuar aire y otros gases sin ningún impedimento, pero
la resina no puede penetrar a través de la membrana, se logran
durante la infusión y el endurecimiento una purga de aire o una
desgasificación homogénea del material de matriz y, por tanto, una
porosidad todavía más reducida del material compuesto fibroso. La
membrana despliega su efecto debido a que hace posible una purga de
aire o desgasificación uniforme en dirección transversal por toda
la superficie impregnada con material de matriz. Por tanto, se hacen
posibles también un comportamiento de flujo mejorado de la resina
líquida infundida y la prevención de los denominados "dry
spots" (puntos secos).
En combinación con el procedimiento según la
invención se ha comprobado adicionalmente que la purga de aire o
desgasificación uniforme y de gran superficie lograda por medio del
procedimiento VAP repercute positivamente en dos aspectos sobre la
mejora de la unión adhesiva entre las capas de recubrimiento de
material compuesto fibroso y el núcleo de nido de abeja. Por un
lado, tanto las celdas del nido de abeja como la capa o capas
adhesivas endurecibles se desgasifican o purgan de aire de manera
más uniforme, más rápida y en un mayor grado, con lo que se mejora
adicionalmente el amarre entre la capa o capas de bloqueo y el
núcleo de nido de abeja. Por otro lado, se reduce drásticamente la
formación de poros en el material de matriz del material compuesto
fibroso, con lo que, entre otras cosas, también la unión adhesiva
entre la capa o capas de recubrimiento y la capa o capas de bloqueo
satisface mayores requisitos. Una menor porosidad de la capa o capas
de recubrimiento significa también una menor propensión del
componente en sándwich a la acumulación de humedad no deseada en
las celdas del nido de abeja. Una acumulación de humedad que eleve
el peso a largo plazo puede aparecer, por ejemplo, por la formación
de condensado bajo oscilaciones de temperatura y presión, en
particular en el uso como componente estructural en aviación. A
este respecto, debe destacarse que, con una elección adecuada de la
capa o capas de bloqueo y la capa o capas adhesivas, estas últimas
contribuyen también sustancialmente a la reducción de la
acumulación de humedad en las celdas del nido de abeja.
Preferentemente, en el procedimiento según la
invención, la estructura plana y eventualmente la membrana
microporosa que encierra dicha estructura, se encierran en un
espacio hermético a los gases por medio de una película de vacío
aplicada sobre una herramienta de moldeo unilateral. En comparación
con los procedimientos RTM sólo se necesita una herramienta de
moldeado de una pieza que no debe ser calentable. Debido al vacío en
el espacio cerrado se usa la presión exterior, usualmente la
atmosférica aplicada sobre la película de vacío para conformar la
superficie del componente que está arriba la herramienta de
moldeo.
En una variante del procedimiento se utiliza la
infusión al vacío según el principio denominado "Resin
Infusion" (infusión de resina) para empapar la capa de fibra de
fibras con material de matriz. En este caso, la infusión de la capa
o capas de fibra comprende impregnar el material fibroso por medio
de material de matriz líquido que se suministra desde fuera a la
estructura plana.
En una variante alternativa o complementaria del
procedimiento se utiliza la infusión al vacío según el principio
denominado "Resin Film Infusion" (infusión de película de
resina) para impregnar la capa de fibras de fibras con material de
matriz. En este caso, la infusión de la capa o capas de fibras
comprende impregnar el material fibroso con ayuda de material de
matriz licuado consistente en una o varias películas de matriz que
pertenecen al principio a la estructura plana.
Como capa de bloqueo se utiliza preferentemente
una lámina que ha sido tratada en su superficie, preferentemente
por medio de un tratamiento de superficie de plasma o corona, un
procedimiento de revestimiento o una combinación de éstos. Un
procedimiento de revestimiento hace posible una capa de acoplamiento
mejorada química/físicamente para la capa o capas adhesivas y/o el
material de matriz. Por medio de un tratamiento de superficie de
plasma o corona se puede influir deliberadamente en la constitución
de la superficie. Gracias a ambas medidas, individualmente o en
combinación, se puede mejorar adicionalmente la respectiva unión
adhesiva.
Preferentemente, durante el procedimiento, el
tiempo de permanencia de la estructura plana bajo vacío y/o la
pendiente de la curva de temperatura antes del endurecimiento total
o parcial de la capa adhesiva bajo la acción del calor se eligen de
tal modo que antes de que se endurezca total o parcialmente la capa
adhesiva, se logre una máxima puesta bajo vacío de las celdas de
nido de abeja. La puesta máxima bajo vacío corresponde por lo menos
aproximadamente al vacío generado. Además, se prefiere un vacío de
\leq 10 mbar, de preferencia \leq 1 mbar, para lograr una purga
de aire o desgasificación lo mayor posible tanto de las celdas del
nido de abeja como también del material de matriz. No obstante, la
presión de vacío puede reducirse también en función del material de
matriz utilizado y/o del material utilizado de la capa adhesiva
durante el endurecimiento para evitar que el respectivo material
alcance su punto de ebullición.
El endurecimiento total o parcial de la capa
adhesiva por medio de la acción del calor puede realizarse a una
primera temperatura de proceso que se diferencia de una segunda
temperatura del proceso durante el endurecimiento del material de
matriz. En este caso, es ventajoso que se utilice para la capa
adhesiva una película adhesiva a base de una resina epoxi o una
resina fenólica o una mezcla de éstas, que pueda endurecerse en el
intervalo de la primera y la segunda temperatura del proceso. Se
evitan así, por un lado, variaciones no deseadas y no controladas
(por ejemplo, una modificación del módulo E, la formación de
grietas, etc.) de la capa o capas adhesivas por efecto de un
sobreatemperado durante el endurecimiento del material de matriz.
Por otro lado, se pueden materializar ahorros, ya que la capa
adhesiva denominada "endurecible doblemente" se endurece de
manera definitiva tan sólo durante la fase de endurecimiento del
material de matriz.
Para optimizar aún más el amarre de la capa o
capas de bloqueo al núcleo de nido de abeja, el procedimiento
comprende preferentemente un presecado inicial, un soplado inicial
y/o limpiezas iniciales de la superficie del núcleo de nido de
abeja. Adicionalmente, las películas adhesivas utilizadas para la
capa adhesiva pueden prensarse contra el núcleo de nido de abeja
antes de que se aplique sobre éste la capa de bloqueo.
Los componentes en sándwich que pueden
fabricarse según procedimientos descritos anteriormente están
caracterizados porque la capa de recubrimiento presenta un
contenido en volumen de poros \leq 2%. Además, estos componentes
en sándwich están caracterizados porque con el componente en
sándwich se logra una resistencia a la tracción perpendicularmente
a las capas en sándwich
("flatwise tensile strength" - resistencia a la tracción de
plano) de \geq 3 MPa (=N/mm^{2}) según AITM 1.0025 (versión 1)
o, con una resistencia a la tracción intrínseca correspondiente del
núcleo de nido de abeja de < 3 MPa, se logra una rotura del nido
de abeja en un ensayo de tracción. En este caso, hay que tener
particularmente presente que hasta la citada resistencia a la
tracción no se produzca ninguna rotura en las uniones adhesivas
correspondientes entre la capa de recubrimiento y la capa de
bloqueo o entre la capa de bloqueo y el núcleo de nido de abeja. El
valor de la resistencia a la tracción es una medida de la
resistencia general del componente en sándwich.
Con el procedimiento según la invención, se
pueden alcanzar asimismo valores de resistencia a la tracción
todavía más altos o valores de porosidad todavía menores según sean
los materiales utilizados y las variantes del procedimiento que se
empleen. Se deberá observar que los componentes en sándwich con
núcleo de nido de abeja que cumplen estos requisitos de calidad,
podían fabricarse hasta ahora generalmente tan sólo por medio de
procedimientos más caros asistidos por autoclave.
Preferentemente, el componente en sándwich
presenta una resistencia a la tracción perpendicularmente a las
capas en sándwich de por lo menos 1,5 MPa, según AITM 1.0025
(Versión 1), es decir, que hasta este valor no surge ninguna rotura
del nido de abeja.
Si, durante el procedimiento, se usa
adicionalmente la membrana según el principio VAP, se pueden
fabricar componentes en sándwich con núcleo de nido de abeja cuya
capa de recubrimiento presenta un contenido en volumen de poros
< 0,5%. El contenido en volumen de poros se puede determinar o
controlar por medio de pruebas no destructivas, por ejemplo basadas
en métodos conocidos de ultrasonidos o de rayos X.
Finalmente, queda por consignar que, a pesar de
que el procedimiento según la invención se toma en consideración
principalmente para la fabricación de componentes en sándwich con
núcleo de nido de abeja, el procedimiento puede utilizarse también
ventajosamente con otros tipos de material de núcleo de celdas
abiertas, como, por ejemplo, espumas de celdas abiertas
difícilmente compactables, preferentemente de pequeña densidad, por
ejemplo espumas metálicas.
\vskip1.000000\baselineskip
Otros detalles y ventajas de la invención pueden
derivarse de la siguiente descripción detallada de posibles formas
de realización de la invención a partir de las figuras adjuntas, en
las que:
La figura 1 muestra una sección transversal
esquemática de un componente en sándwich reforzado con fibras con
un núcleo de nido de abeja que se ha fabricado por medio del
procedimiento según la invención;
La figura 2 muestra una estructura plana
(lay-up) esquemática para preparar un núcleo de nido
de abeja para el procedimiento según la invención;
La figura 3 muestra una construcción esquemática
con una estructura plana (lay-up) que
comprende el núcleo de nido de abeja preparado, correspondiente a
una realización del procedimiento según la invención;
La figura 4 muestra una construcción esquemática
correspondiente a una realización adicional del procedimiento según
la invención;
La figura 5 muestra un diagrama de desarrollo
correspondiente a un primer ejemplo de otros pasos del
procedimiento;
La figura 6 muestra un diagrama de desarrollo
correspondiente a un segundo ejemplo de otros pasos del
procedimiento; y
La figura 7 muestra un diagrama de desarrollo
correspondiente a un tercer ejemplo de otros pasos del
procedimiento.
En la figura 1, se ilustra esquemáticamente y no
a escala un componente en sándwich reforzado con fibras, fabricado
en un modo de construcción ligera, cuyo componente aparece designado
generalmente con el número de referencia 10. El componente en
sándwich 10 comprende un núcleo de nido de abeja 12 de celdas
abiertas originariamente. Además, el componente en sándwich 10
comprende dos capas de recubrimiento 14 de material compuesto
fibroso que cierran por ambos lados el núcleo de nido de abeja 12 y
lo refuerzan. Entre las capas de recubrimiento 14 y el núcleo de
nido de abeja 12 está dispuesta una respectiva capa de separación o
bloqueo 16. Gracias a la capa de bloqueo 16 se impide durante la
fabricación del componente en sándwich 10 una penetración no
deseada de material de matriz no endurecido en las celdas 18 del
núcleo de nido de abeja 12 vacías y abiertas hacia la capa de
recubrimiento. La figura 1 muestra además unas capas adhesivas
endurecidas 20 dispuestas a ambos lados entre la capa de bloqueo 16
y el núcleo de nido de abeja 12. Las capas adhesivas endurecidas 20
forman una unión adhesiva entre la capa de bloqueo 16 y el núcleo de
nido de abeja 12. Como se muestra en la figura 1, las capas
adhesivas 20 comprenden prolongaciones 21 en forma de cuña que
amarran y fijan adicionalmente la capa de bloqueo 16, análogamente
a puntales angulares, a la almas 22 del nido de abeja del núcleo de
nido de abeja 12. Tanto la capa adhesiva 20 en sí como también sus
prolongaciones 21 están distribuidas de forma relativamente
homogénea en el componente en sándwich 10 terminado, con lo que se
logra un amarre homogéneo entre la capa de bloqueo 16 y el núcleo
de nido de abeja 12. Por el contrario, las capas de recubrimiento
14 están ambas amarradas, por medio de su material de matriz
endurecido, directamente a la capa de bloqueo 16 y, a través de
esta última, al núcleo de nido de abeja 12.
En la forma de realización mostrada, el núcleo
de nido de abeja 12 comprende él mismo fibras de aramida impregnadas
de resina fenólica (por ejemplo, Nomex® o Kevlar®, que pueden
conseguirse en DuPont de Nemours (Deutschland) GmbH) que se tratan
y se cortan a medida con procedimientos en sí conocidos para
convertirse en una estructura de nido de abeja plana y uniforme de
sección transversal hexagonal. No se excluyen otros materiales y
formas para el núcleo de nido de abeja 12. La capa de bloqueo 16
comprende una lámina de un termoplasto, preferentemente de fluoruro
de polivinilo, y está tratada en su superficie por ambos lados para
mejorar sus propiedades de amarre a la capa adhesiva 20 y al
material de matriz de la capa de recubrimiento 14. La capa de
bloqueo 16 utilizada es en cada caso impermeable para el material
de matriz de la capa de recubrimiento 14 y resistente a
temperaturas que están por encima de la temperatura de
endurecimiento del material de matriz (por ejemplo, resistente a
temperaturas de hasta 200ºC). Como tratamiento de superficie
preferido para la lámina de la capa de bloqueo 16 se considera un
tratamiento de superficie de plasma o corona para aumentar la
rugosidad superficial en el dominio de microestructuras.
Alternativamente o de forma complementaria a ello, la lámina de la
capa de bloqueo 16 puede haberse tratado en su superficie por medio
de un procedimiento de revestimiento, por ejemplo por medio de
imprimadores, para mejorar las propiedades de amarre químicas o
químicas/físicas. Además, la capa de bloqueo 16 es de preferencia
tan sólo mínimamente permeable a los gases, con lo que el componente
en sándwich 10 se protege adicionalmente frente a una penetración
de humedad. Como capa adhesiva 20 se utiliza una película adhesiva
que se dispone en un principio entre el núcleo de nido de abeja 12 y
la capa de bloqueo 16. Cuando se emplea una resina para la capa
adhesiva 20, ésta puede endurecerse preferentemente de forma doble
(véase más abajo).
En la forma de realización mostrada en la figura
1, la capa de recubrimiento 14 de material compuesto fibroso se ha
fabricado a partir de un tejido o napa 24 de fibras de carbono o
vidrio (CFK, GFK) que están embebidas en un material de matriz
endurecido 26. En la realización de la figura 1 se utilizó, por
ejemplo, un sistema de resina epoxi de un solo componente como
material de matriz (por ejemplo, HexFlow® RTM 6 disponible en Hexcel
Corp., USA). Sin embargo, no se excluyen otros materiales fibrosos
o no tejidos ni otros materiales de matriz.
Sin embargo, los componentes fabricados según la
invención son especialmente adecuados no sólo como componentes
estructurales para la aviación. Por un lado, el componente en
sándwich 10 está caracterizado porque presenta una reducida
porosidad de las capas de recubrimiento 14 de material compuesto
fibroso, es decir, por un contenido en volumen de poros menor del
2,0% cuando se emplee un sistema de resina epoxi típico en uno de
los procedimientos descritos más abajo. Cuando se aplica el
principio VAP (véase más abajo), el contenido en volumen de poros
es de forma usual incluso sensiblemente menor del 0,5%. El contenido
en poros puede comprobarse de forma no destructiva por medio de
procedimientos de rayos X o ultrasonidos conocidos. Por otro lado,
el componente en sándwich 10 se caracteriza por un amarre muy bueno
entre la capa de recubrimiento 14 de material compuesto fibroso y
el núcleo de nido de abeja 12 (término técnico: "flatwise tensile
strength" - resistencia a la tracción de plano), que se
manifiesta, por ejemplo, en que, durante ensayos de solicitación de
tracción para determinados tipos de producto, no se produjo ninguna
rotura en los puntos de corte de la capa de
recubrimiento-capa de bloqueo
(14-16) o de la capa de
bloqueo-núcleo de nido de abeja
(16-12), sino que, en todo caso, se logró una
rotura del propio núcleo de nido de abeja 12. Esto es de importancia
en el sentido de que, con una resistencia a la tracción
insuficiente del núcleo de nido de abeja 12, puede utilizarse sin
más un tipo de nido de abeja más resistente a la tracción, pero las
uniones adhesivas son más difíciles de mejorar. Debido al amarre
mejorado entre la capa de recubrimiento respectiva 14 y el núcleo
de nido de abeja 12, el componente en sándwich 10 logra una
relación muy elevada de resistencia a
peso.
peso.
Con muestras de ensayo que se fabricaron con el
procedimiento según la invención se realizaron ensayos de esfuerzo
de tracción como ensayos de tracción frontal según la prescripción
"Airbus Industrie Test Method; Fiber Reinforced Plastics;
Flatwise tensile test of composite sandwich panel": AITM 1.0025,
Versión 1, octubre de 1994. Como muestra de ensayo se utilizaron
probetas de un componente en sándwich con las siguientes
características:
- -
- Núcleo de nido de abeja: tipo de nido de abeja, nido de abeja de Kevlar ECK con tamaño de celda: 3,2 y densidad aparente: 40 kg/m^{3};
- -
- Capa de bloqueo: lámina de fluoruro de polivinilo (PVF), tratada en su superficie;
- -
- Capa adhesiva: película adhesiva de resina epoxi Hysol EA 9695 O.50 PSF K (fabricante: Henkel Loctite), 2 capas por lado;
- -
- Capa de recubrimiento: tipo de tejido, tejido de carbono sarga 2/2, 370 g/m^{2} (por ejemplo, tejido G926 Injektex), 6 capas por lado y tipo de resina Hexcel RTM 6.
En estos ensayos de esfuerzo de tracción se
detectaron en 6 probetas los siguientes valores de resistencia a la
tracción en dirección transversal a las capas ("de plano"):
4,45; 4,57; 3,87; 4,60; 3,82 y 4,26 MPa. De ello resulta un valor
medio para la resistencia a la tracción transversalmente a las capas
("flatwise tensile strength" - resistencia a la tracción de
plano) de 4,26.
A continuación, con ayuda de las figuras
2-7 se describen con más detalle las formas de
realización preferidas de procedimientos para fabricar componentes
en sándwich con las propiedades comentadas anteriormente.
La figura 2 muestra esquemáticamente una
construcción para preparar un núcleo de nido de abeja 12 para un
procedimiento según la figura 3 o la figura 4. El núcleo de nido de
abeja 12 mostrado en la figura 2 se trata previamente primero con
respecto a la unión adhesiva posterior con la capa de bloqueo 16.
Para ello, el núcleo de nido de abeja 12 se preseca en un horno de
secado durante aproximadamente 2-3 h a
120ºC, a continuación se le sopla para limpiarlo por ambos lados,
por ejemplo con nitrógeno y posteriormente se limpia la superficie
del mismo con un agente de limpieza, por ejemplo con acetona. Para
la preparación según la figura 2 se corta a medida y se extiende
una primera película adhesiva 201, por ejemplo de resina epoxi, con
un peso específico de 50-500 g/m^{2}. Se confiere
a la película adhesiva 201 una reducida pegajosidad gracias a un
ligero calentamiento de la superficie, por ejemplo por medio del
suministro de aire caliente. Se dispone el núcleo de nido de abeja
12 sobre la película adhesiva 201 y se le aprieta contra la película
adhesiva. Se corta a medida una segunda película adhesiva 202 y se
la aplica de igual forma ligeramente pegajosa sobre el lado superior
del núcleo de nido de abeja 12. Para favorecer el posterior amarre
al núcleo de nido de abeja 12, así como para deformar el contorno
del núcleo de nido de abeja 12, este núcleo de nido de abeja 12
provisto de las películas adhesivas 201, 202 puede ser predeformado
opcionalmente bajo una bolsa de vacío o una prensa de membrana de
vacío de manera fiel al contorno de la superficie de nido de abeja.
En determinados casos se utiliza para cada capa adhesiva 20 una
respectiva combinación de dos o más películas adhesivas, en
particular de diferente tipo. Por tanto, se puede influir
deliberadamente no sólo sobre la masa de adhesivo con referencia a
la superficie, sino generalmente sobre las propiedades de las capas
adhesivas 20.
Según la figura 2, se cortan seguidamente a
medida de manera correspondiente una lámina superior y una lámina
inferior 161, 162 para las capas de bloqueo 16, se colocan éstas
sobre los lados exteriores de las películas adhesivas 201, 202 y se
las mantiene en posición sobre el núcleo de nido de abeja 12.
Opcionalmente, puede conferirse de antemano a las películas
adhesivas 201, 202 una ligera pegajosidad. Para impedir un flujo
posterior no deseado de salida de la capa adhesiva 20 hacia las
capas de recubrimiento 14 (no mostradas en la figura 2), las
películas adhesivas 201, 202 están cortadas a una medida más pequeña
que la de las láminas 161, 162. El saledizo de las láminas 161, 162
se ha elegido de tal modo que el medio adhesivo gelificado fluya
desde las películas adhesivas 201, 202 durante el proceso de
endurecimiento posterior hasta como máximo el borde de las láminas
161, 162, pero no penetre en las capas de recubrimiento 14.
Alternativamente a ello, las láminas 161, 162 podrían cerrarse
también periféricamente, por ejemplo por soldadura. En caso
necesario, las láminas 161, 162 y, eventualmente, las películas
adhesivas 201, 202 se cortan posteriormente a medida reiteradas
veces. Por medio de los pasos anteriormente descritos se
proporciona el núcleo de nido de abeja 12 preparado. A pesar de que
un núcleo de nido de abeja 12 está reproducido con una geometría de
superficie sencilla, pueden utilizarse en principio recorridos de
superficie y formas de núcleo de cualquier clase. Junto al
componente en sándwich 10 ilustrado en la figura 1 con material
compuesto fibroso en ambos lados, pueden fabricarse también
componentes en sándwich que sólo estén cerrados en un lado con una
capa de recubrimiento de material compuesto fibroso y en el lado
opuesto lo estén con otro material.
Para el procedimiento descrito a continuación es
importante que el núcleo de nido de abeja 12 no esté cerrado de
modo estanco a los gases por lo menos hasta el endurecimiento total
o parcial de las capas adhesivas 20. En la variante mostrada en la
figura 2, el núcleo de nido de abeja 12, tras su preparación, no
está cerrado de modo estanco a los gases, entre otras cosas porque
en la zona de borde entre las películas adhesivas 201, 202 o entre
las láminas 161, 162 puede escaparse gas lateralmente. En
determinados componentes puede ser necesario proveer al propio
núcleo de nido de abeja 12 de un enmarcado de masa de relleno en las
celdas 22 del nido de abeja de la zona de borde (el llamado
"potting"-encapsulación), por ejemplo para la fijación del
componente en sándwich 10 terminado a otra estructura. En láminas
periféricamente cerradas 161, 162 o en el caso de un enmarcado
estanco a los gases se recomiendan medidas descritas más abajo para
impedir que el núcleo de nido de abeja 12 esté herméticamente
sellado, en particular cuando se utilizan láminas 161, 162
mínimamente permeables a los gases. Alternativamente o además de
ello, pueden utilizarse también láminas 161, 162 con una cierta
permeabilidad a los gases, por ejemplo láminas 161, 162
microporosas, pero que sean impermeables también para el material
de matriz 26 de las capas de recubrimiento 14. En otras palabras, se
prevén medios o medidas que, por lo menos antes del endurecimiento
total o parcial subsiguiente de las películas adhesivas 201, 202,
hagan posible una purga de aire o desgasificación relativamente
rápida y completa de las celdas 18 del nido de abeja del núcleo de
nido de abeja 12 preparado.
La figura 3 muestra esquemáticamente un ejemplo
de construcción para realizar una primera variante del procedimiento
(término técnico: "Resin Infusion": RI). En la figura 3 se
designa con el número de referencia 120, para mayor claridad, el
núcleo de nido de abeja que se preparó según la figura 2 con las
películas adhesivas 201, 202 y las láminas 161, 162 de la capa de
bloqueo. La figura 3 muestra una herramienta de moldeo 30 unilateral
hecha de material resistente estanco a los gases, cuyo lado
superior corresponde al lado inferior del componente en sándwich 10
terminado. La herramienta de moldeo 30 se trata en un principio con
un medio de separación. Se extiende sobre el molde una primera
membrana microporosa inferior 32 según el principio VAP (sostenible,
por ejemplo, con la referencia 4144020 de W. L. Gore &
Associates GmbH/Alemania o "VAP Membran" de SAERTEX GmbH &
Co. KG/Alemania). Esta membrana VAP 32 es permeable a los gases,
pero impermeable para el material de matriz líquido (sistema de
resina, véase 26 en la figura 1). Sobre la membrana 32 se deposita
una capa inferior de tejido desprendible 34 (término técnico:
"peel ply") de un tipo adecuado. Las capas de tejido o napa
inferiores 241 cortadas a medida, necesarias para la capa de
recubrimiento inferior 14, hechas de material fibroso seco (por
ejemplo, fibras de carbono o de vidrio) se depositan sobre el tejido
desprendible 34. Sobre las capas de tejido o napa 241 se dispone a
continuación el núcleo de nido de abeja 120 preparado. Se realiza
de forma correspondiente la deposición de capas de tejido o napa
superiores 242 para la capa de recubrimiento superior 14, así como
de una capa superior de tejido desprendible 36 sobre el núcleo de
nido de abeja 120 preparado. Sobre el tejido desprendible 36 se
dispone un medio distribuidor de resina adecuado 38 (por ejemplo,
una esterilla de mallas). Sobre el medio distribuidor de resina 38
se coloca un conducto de alimentación de resina 40, por ejemplo en
forma de un perfil de silicona (término técnico: "tubo flexible
\Omega"). El conducto de alimentación de resina 40 sirve para
suministrar material de matriz líquido a las capas de fibra secas
241, 242 (el llamado procedimiento de "Resin Infusion"). Sobre
esta estructura plana constituida por el núcleo de nido de abeja
120 preparado, inclusive las películas adhesivas 201, 202 y las
láminas 161, 162 de la capa de bloqueo, las capas de fibras 241,
242 y los medios auxiliares, se coloca ahora de nuevo una segunda
membrana microporosa superior 42 correspondiente a la membrana 32.
La membrana microporosa superior 42 se une en la zona de borde con
la membrana microporosa inferior 32 por medio de una banda de
sellado adecuada 43 de una manera hermética en todo su perímetro,
de modo que se forme un espacio parcial 44 hermético con respecto a
material de matriz líquido, en el que esté encerrada la estructura
plana constituida por el núcleo de nido de abeja 120 preparado,
inclusive las películas adhesivas 201, 202 y las láminas 161, 162 de
la capa de bloqueo, así como las capas de fibras 241, 242. Es de
hacer notar a este respecto que, aunque para las ventajas del
procedimiento VAP podría bastar en principio una membrana 42 en el
lado superior, gracias a la membrana 32 en el lado inferior de
estructura plana se tiene que, junto a la purga de aire, se mejoran
sensiblemente el comportamiento de flujo y la distribución de la
resina en el lado inferior. Como distanciador sigue a continuación
un material no tejido o un medio distribuidor 46 que ayuda
posteriormente a la purga de aire o desgasificación uniforme.
Finalmente, sobre la disposición descrita se coloca una bolsa de
vacío 48 de material adecuado (por ejemplo, silicona) junto con una
conexión de vacío 50. En este caso, se toman medidas (por ejemplo,
por medio de formación de pliegues) para impedir tensiones
posteriores no deseadas sobre la estructura plana. La bolsa de
vacío 48 se une de manera hermética en todo su perímetro con la
herramienta de moldeo 30 por medio de una banda de sellado de vacío
adecuada 51 (término técnico: "sealant tape"). Por tanto, el
espacio parcial 44 y la construcción (241, 120, 242) de la
estructura plana que se encuentra en el mismo para el componente en
sándwich 12 a fabricar se encierran en un espacio 52 hermético a los
gases, en el que puede generarse un vacío con ayuda de la conexión
de vacío 50. Para ello, se conecta a la conexión de vacío 50 una
bomba de vacío no representada. En la construcción y, en
particular, en la bolsa de vacío utilizada 48 y en la banda de
sellado de vacío utilizada 51 se asegura que pueda mantenerse a más
largo plazo en el espacio 52 un vacío < 1 mbar con una bomba de
vacío adecuada. La herramienta de moldeo 30 con la construcción
anteriormente descrita puede colocarse a continuación, por ejemplo,
en un horno para realizar los pasos del procedimiento descritos más
abajo.
La figura 4 muestra esquemáticamente un ejemplo
de construcción para realizar una segunda variante de procedimiento
alternativa (término técnico: "Resin Film Infusion" RFI). La
construcción según la figura 4 es en principio análoga a la de la
figura 3. En la figura 4 los elementos iguales o similares están
provistos de los mismos símbolos de referencia que en la figura 3 y
no se repite su descripción.
A diferencia de la variante según la figura 3,
en la construcción según la figura 4 son innecesarios los
componentes para el suministro de resina líquida, así como los
medios distribuidores de resina. Esto se hace posible porque, como
fuente para el material de matriz, se utilizan películas de resina
41 capaces de fluir con facilidad, consistentes en resina no
endurecida, que se depositan en principio en la estructura plana,
directamente entre diferentes capas de tejido o napa secas 2411,
2412 o 2421, 2422 para la capa de recubrimiento superior o inferior
14 y/o entre las capas de tejido o napa 2412, 2422 más interiores y
el núcleo de nido de abeja 120 preparado. Adicionalmente, debajo
del tejido desprendible inferior 34 y sobre el tejido desprendible
superior 36 pueden colocarse aún películas de separación
correspondientes 35, 36. Asimismo, en la construcción según la
figura 4 se establece posteriormente un vacío en el espacio 52
hermético a los gases por medio de una bomba de vacío (no
representada) y a través de la conexión de vacío 50.
Debido al empleo - ilustrado en la figura 4 - de
películas de resina 41 (RFI) en lugar de un suministro de resina
líquida (RI), puede tener lugar en un espacio muy pequeño una
infusión de resina directa en las capas de tejido o napa 2411, 2412
o 2421, 2422. Para ello, las películas de resina se licúan bajo la
acción del calor. Entre las ventajas del uso de películas de resina
41 se cuentan la posibilidad de poder ajustar la relación
resina/fibra de una manera definida, en particular con una menor
amplitud de oscilación, pero también una reducción del desecho de
resina (que, en el procedimiento RI, se produce, por ejemplo, en el
medio distribuidor y en los conductos de tubo flexible).
Queda por señalar respecto de la figura 3 y la
figura 4 que éstas son representaciones esquemáticas a modo de
ejemplo. La construcción verdadera de la estructura plana (termino
técnico: "lay-up"), así como el tipo y la
forma del núcleo de nido de abeja utilizado dependen, naturalmente,
del componente.
Con ayuda de las figuras 5-7 se
describen a continuación algunos ejemplos del desarrollo adicional
del procedimiento para una construcción según la figura 3.
(Figura
5)
El diagrama de
temperatura-tiempo según la figura 5 ilustra las
etapas del procedimiento empleando una de las siguientes resinas
epoxi de un solo componente como material de matriz para la
fabricación de las capas de recubrimiento 14 de material compuesto
fibroso: "RTM 6" (obtenible en la empresa Hexcel), "Cycom
977-2" (obtenible en la empresa Cytec) o "EPS
600" (obtenible en la empresa Bakelite). Estas resinas son
resinas estructurales que están admitidas para los componentes
estructurales de material compuesto fibroso para la industria de la
aviación.
Una construcción según la figura 3 se introduce
primero en un horno sencillo con regulación de temperatura y se la
conecta a una bomba de vacío por medio de la conexión de vacío 50.
Como se desprende de la figura 5, se establece el vacío en un
espacio cerrado 52 y, debido a las membranas microporosas 32, 42
permeables al gas, también en el espacio intermedio 44 antes de que
tenga lugar una elevación de temperatura. Por tanto, se asegura que
el endurecimiento total o parcial de la capa adhesiva 20 (películas
adhesivas 201, 202) entre el núcleo de nido de abeja 12 y la capa
de bloqueo 16 tenga lugar únicamente después de que las celdas 18
del nido de abeja se hayan expuesto a este vacío, de modo que las
celdas 18 del nido de abeja sean puestas bajo vacío por lo menos
parcialmente antes de que sean cerradas por la capa de bloqueo 16 (y
las películas adhesivas endurecidas 201, 202). Después de que se
haya generado el vacío, se eleva la temperatura en el horno, con
una pendiente de la curva de temperatura de aproximadamente
3-4ºC/min, hasta una primera temperatura del
proceso de aproximadamente 125ºC. A continuación, se endurece a esta
temperatura la respectiva capa adhesiva 20 (películas adhesivas
201, 202) entre el núcleo de nido de abeja 12 y la capa de bloqueo
16, bajo la acción del calor, durante un intervalo de tiempo de
aproximadamente 120-140 minutos. Puede destacarse
que, antes del endurecimiento completo de las capas adhesivas 20,
ha tenido lugar una purga de aire lo mayor posible de las celdas 18
del nido de abeja. Cuando las capas adhesivas 20 están endurecidas,
se conecta en un momento T, a una temperatura constante en el
horno, el suministro de material de matriz líquido (en este ejemplo,
RTM 6; Cycom 977-2 o EPS 600). En este caso, la
resina se calienta a una temperatura que confiere a esta suficiente
fluidez o viscosidad, por ejemplo a 80ºC. Después de que la resina
se haya distribuido uniformemente por infusión al vacío en las
capas de fibras inicialmente secas a impregnar, se eleva la
temperatura en el horno, con una tasa de subida de aproximadamente
1-2ºC/min, hasta una segunda temperatura del proceso
de aproximadamente 180ºC. La respectiva capa de bloqueo 16 impide
en este caso una penetración no deseada de material de matriz en
las celdas 18 del nido de abeja. Durante un tiempo de
aproximadamente 120 minutos se endurece ahora la resina. A
continuación, con una tasa de caída de aproximadamente
3-4ºC/min, se enfría de nuevo la construcción hasta
la temperatura ambiente. Como resulta de la figura 5, se solicita la
estructura plana con vacío durante todo el proceso del horno y, en
particular, ya antes del endurecimiento total o parcial de las
capas adhesivas 20.
(Figura
6)
El diagrama temperatura-tiempo
según la figura 6 ilustra los pasos del procedimiento empleando una
de las siguientes resinas de epoxi-diisocianurato
como material de matriz para la fabricación de las capas de
recubrimiento 14 de material compuesto fibroso: Blendur® 4520 o
Blendur® 4516 o mezclas de ellas (disponibles en la empresa BAYER
Material Science) o sistema de resina P15 o P30 (disponible en la
empresa LONZA). Respecto de los sistemas de resina Blendur®
(aproximadamente 80% de difenilmetandiisocianato y 20% de resina
epoxi a base de bisfenol A) y mezclas adecuadas de ellos o con
ellos es de señalar que éstos, gracias a sus propiedades
antiinflamables, son adecuados para componentes estructurales (por
ejemplo, elementos de planos de sustentación) y, en particular,
para el equipamiento de habitáculos (término técnico: "componentes
de interior") en la construcción de aviones. Además, son
apropiadas resinas de poliisocianurato debido a sus propiedades
generales de elaboración, pero, en particular, a su característica
de viscosidad especialmente buena para la técnica de infusión del
procedimiento según la invención.
Asimismo, en este ejemplo, se introduce primero
una construcción según la figura 3 en un horno sencillo con
regulación de temperatura. Por medio de la conexión de vacío 50 y
una bomba de vacío se establece también el vacío en el espacio
cerrado 52 y en el espacio intermedio 44, antes de que tenga lugar
una elevación de temperatura. Después de una elevación de
temperatura con una pendiente de aproximadamente
3-5ºC/min y después de que ya haya tenido lugar una
purga de aire de las celdas 18 del nido de abeja, se endurecen las
capas adhesivas 20 (películas adhesivas 201, 202) a una primera
temperatura del proceso de aproximadamente 125ºC. A continuación,
se infunde resina líquida calentada, bajo la acción del calor, en
las capas de fibra 241, 242. Tras una pendiente de temperatura con
un aumento de aproximadamente 3-5ºC/min, se endurece
la resina a una segunda temperatura del proceso de aproximadamente
160ºC durante aproximadamente 180 minutos. A continuación, se enfría
la estructura hasta la temperatura ambiente a una tasa de
enfriamiento de aproximadamente 3-5ºC.
Por tanto, en este ejemplo ya antes del endurecimiento total o
parcial de las capas adhesivas 20 se solicita también con vacío la
estructura plana.
(Figura
7)
En el ejemplo 3, pueden utilizarse los mismos
sistemas de resina que en el ejemplo 1. Los pasos de procedimiento
del ejemplo 3 corresponden en su mayoría a los de la figura 3, pero
la resina doblemente endurecible utilizada para las capas adhesivas
se endurece tan sólo parcialmente a una primera temperatura del
proceso ligeramente más baja de aproximadamente 120ºC durante un
menor intervalo de tiempo de aproximadamente 75-90
minutos y no se endurece completamente. Se ha revelado que ya está
garantizada una hermeticidad suficiente de las celdas 18 del nido
de abeja con respecto al material de matriz líquido antes de que las
capas adhesivas 20 estén completamente endurecidas. Por tanto, se
pueden ahorrar energía y tiempo de ocupación del horno, dado que la
resina doblemente endurecible (películas adhesivas 201, 202) puede
endurecerse completamente durante el endurecimiento posterior
necesario de todas formas de la resina de las capas de recubrimiento
14. Además, el ejemplo de la figura 3 se diferencia en el sentido
de que la estructura plana se solicita con vacío ya durante un
tiempo de permanencia T_{H} antes de que comience la elevación de
temperatura para el endurecimiento parcial de las capas adhesivas
20. Un intervalo correspondiente T_{H}, por ejemplo en componentes
de mayor tamaño o en núcleos de nido de abeja con mayores volúmenes
de celdas, puede asegurar una purga de aire o desgasificación
máximas de las celdas del nido de abeja.
Como material para las películas adhesivas 161,
162 se utiliza una resina en todos los ejemplos, por ejemplo una
resina epoxi o una resina fenólica o una mezcla adecuada de ambas,
la cual puede endurecerse a las dos diferentes temperaturas de
proceso ("endurecible doblemente"), de modo que la capa
adhesiva 20 no sufra daños por efecto del sobreatemperado a una
temperatura de endurecimiento más alta para el material de matriz 26
embebido. Además, se impone a la resina utilizada el requisito de
que sea compatible con las láminas 161, 162 de la capa de bloqueo
y, naturalmente, con el núcleo de nido de abeja 12.
El tiempo de permanencia T_{I} a la primera
temperatura del proceso para endurecer total o parcialmente la capa
adhesiva 20 se elige siempre de modo que, antes de la infusión de
las capas de fibras 241, 242 con el material de matriz líquido, las
celdas 18 del nido de abeja estén herméticamente cerradas con
respecto al material de matriz para que no pueda penetrar
involuntariamente ningún material de matriz en las celdas 18 del
nido de abeja.
En cuanto a la capa de bloqueo 16 (películas
161, 162), que es forzosamente impermeable para el material de
matriz, es ventajoso en principio para la purga de aire
anteriormente descrita de las celdas 18 del nido de abeja que la
capa de bloqueo 16 presente en sí una cierta permeabilidad mínima al
gas. Así, es imaginable utilizar también para la capa de bloqueo 16
una membrana microporosa adecuada. Por otro lado, este requisito se
opone al objetivo de sellar lo más herméticamente posible el núcleo
de nido de abeja 12 del componente en sándwich terminado 10 para
impedir una acumulación de humedad no deseada a largo plazo en las
celdas 18 del nido de abeja. Para conseguir este último objetivo,
la capa de bloqueo 16 deberá presentar una permeabilidad al gas lo
más reducida posible. Por tanto, puede adoptarse aquí un compromiso.
Junto a las láminas 161, 162 tratadas en su superficie
anteriormente descritas, hechas de termoplasto, son imaginables una
pluralidad de otros materiales para la capa de bloqueo 16. Cuando
se utiliza una capa de bloqueo 16 técnicamente impermeable al gas,
han de preverse medidas para garantizar una purga de aire suficiente
del núcleo de nido de abeja 12, por lo menos antes del
endurecimiento parcial o total de las capas adhesivas 20 (como se
describe más abajo). Esto rige en particular cuando las celdas 18
del nido de abeja están llenas con una masa de relleno de núcleo
(término técnico: "potting") en la periferia del núcleo del
nido de abeja 12, de modo que sólo con dificultad pueda escaparse
también gas lateralmente del núcleo de nido de abeja 12. Por
ejemplo, para purgar de aire el núcleo de nido de abeja 12 pueden
preverse medios especiales. En la zona de borde del propio núcleo de
nido de abeja 12 o bien en el borde de potting pueden estar
practicados agujeros de purga de aire o pueden estar previstas
aberturas de purga de aire. Alternativamente o como complemento a
ello, pueden preverse agujeros de purga de aire, transversalmente a
las capas en sándwich, en determinados lugares de la capa de bloqueo
16, de modo que dichos agujeros queden dispuestos en forma decalada
o continua tan sólo en una o en ambas capas de bloqueo 16.
Únicamente las celdas 18 del nido de abeja correspondientes a los
agujeros de purga de aire se llenan durante la infusión con resina
y pueden servir posteriormente, por ejemplo, como puntos de
fijación en el componente terminado 10. Tales medios de purga de
aire, particularmente en componentes grandes, pueden acortar la
duración del proceso, dado que el núcleo de nido de abeja 12 puede
purgarse de aire más rápidamente.
En el procedimiento según la invención, se
adjudica una función múltiple al vacío permanentemente aplicado.
Debido al establecimiento del vacío antes del endurecimiento total o
parcial de las capas adhesivas 20 se ponen inicialmente las celdas
18 del nido de abeja bajo vacío por lo menos en parte. Por tanto,
por un lado, se hace posible un amarre homogéneo de la respectiva
capa de recubrimiento 16 al núcleo de nido de abeja, con lo que se
mejora esta unión adhesiva, y, por otro lado, se impide en muy gran
medida, en el transcurso adicional del procedimiento, una difusión
posterior de gases desde las celdas de nido de abeja hasta el
material de matriz endurecible de la respectiva capa de
recubrimiento 14, con lo que se garantiza una reducción de la
porosidad de este material compuesto fibroso. Debido al
mantenimiento del vacío durante el endurecimiento total o parcial
de las capas adhesivas 20 se presiona uniformemente la capa de
bloqueo 16 contra el núcleo de nido de abeja 12 y se evacuan en muy
gran medida gases que se forman a partir del material adhesivo que
se endurece total o parcialmente, tanto desde las capas adhesivas 20
como también desde las celdas 18 del nido de abeja. Debido a la
desgasificación de las capas adhesivas 20 durante el endurecimiento
se mejora adicionalmente la calidad de la unión adhesiva. Debido al
vacío que se sigue aplicando durante la siguiente infusión de
material de matriz asistida por vacío y al subsiguiente
endurecimiento del material de matriz, se reducen generalmente en
procedimientos para RI y RFI de tipo conocido la formación de
oclusiones de aire o gas y una formación de poros resultante de
ello en el material compuesto fibroso. En apoyo de estos actúa la
puesta bajo vacío inicial citada anteriormente de las celdas 18 del
nido de abeja. Cuando se emplea la membrana microporosa 32, 42
según el procedimiento VAP, se hacen posibles, por un lado, una
purga de aire inicial lo más plana, uniforme y rápida posible de
las celdas 18 del nido de abeja, así como de la capa adhesiva 20, y
también una purga de aire plana y uniforme del material de matriz
en dirección transversal a la superficie del componente. Aunque
puede considerarse como preferido el procedimiento VAP debido a los
resultados mejorados, el procedimiento según la invención puede
realizarse en principio también sin las membranas microporosas 32,
42 con arreglo al procedimiento de infusión en vacío clásico (RI,
RFI sin VAP).
Como puede apreciarse en los ejemplos
mencionados anteriormente, pueden utilizarse en principio numerosos
materiales de matriz 26 para las capas de recubrimiento 14, por
ejemplo una resina epoxi, una resina de cianurato, una resina de
poliéster, una resina fenólica, una resina de viniléster, una resina
acrílica, un silano o una mezcla de por lo menos dos de estas
resinas, dado que estas resinas se endurecen de forma relativamente
rápida y pueden elaborarse bien. No obstante, cuando se emplea una
membrana microporosa (32, 42) según el procedimiento VAP, debe
prestarse atención a la compatibilidad entre esta membrana (32, 42)
y el material de matriz 26. Asimismo, el material de fibras seco 24
se puede utilizar en principio en las formas de partida muy
diferentes, por ejemplo en forma de un tejido, una estructura
plana, una estructura trenzada, un género de punto, un género
tricotado, un material no tejido o un material híbrido. La forma
utilizada del material fibroso deberán poder impregnarse
uniformemente con el material de matriz líquido y, tras el
endurecimiento del material de matriz, según la combinación de
sistemas utilizada, deberá presentar una excelente resistencia
mecánica junto con, al mismo tiempo, sobresalientes propiedades
elásticas. Como material fibroso se utilizan para ello
preferentemente materiales que presenten fibras de vidrio, fibras
de carbono, fibras de boro, fibras de aramida, fibras de cerámica,
fibras metálicas y/o hilos metálicos. Alternativamente o en
combinación con ello, pueden utilizarse como material fibroso
también materiales que se basan en materiales sintéticos
termoplásticos o elastómeros. El núcleo de nido de abeja 12 puede
fabricarse en sí también, según el uso del componente en sándwich
10, con diferente peso específico y con diferentes materiales. Como
material para los nidos de abeja puede usarse papel, cartón, un
material fibroso o una combinación de éstos. Tales estructuras de
nido de abeja presentan una relación de resistencia a peso
particularmente elevada. Se prefieren estructuras de nido de abeja
de papel o cartón en las que el material de papel o cartón esté
complementado con fibras de aramida, en particular fibras de Nomex®
o fibras de Kevlar®, fibras de poliéster, fibras de PVC, fibras de
poliacrilo, fibras de polipropileno o una mezcla de por lo menos
dos de estos tipos de fibras. Las estructuras de nido de abeja
pueden estar impregnadas adicionalmente con resina. No obstante, la
estructura de nido de abeja puede fabricarse también con chapas
metálicas delgadas, preferentemente de aluminio, o bien con un
material plástico.
Claims (11)
1. Procedimiento para fabricar un componente en
sándwich (10) con un núcleo de nido de abeja (12), cuyos nidos de
abeja (18) están cerrados por ambos lados y esto por lo menos en un
lado por medio de una capa de recubrimiento (14) de material
fibroso (24) embebida en un material de matriz (26), comprendiendo
el procedimiento las siguientes etapas:
- fabricar una estructura plana que comprende el núcleo de nido de abeja (12) y por lo menos en un lado, dispuestas sobre el núcleo de nido de abeja (12), de dentro a fuera, una capa adhesiva endurecible (20; 201, 202) en el lado exterior del núcleo de nido de abeja (12), una capa de bloqueo (16; 161, 162) y una capa de fibras (24; 241, 242; 2411, 2412, 2421, 2422);
- encerrar la estructura plana, dispuesta sobre una herramienta de moldeo (30) unilateral en un espacio hermético a los gases que se forma por medio de una lámina de vacío (48) aplicada sobre la herramienta de moldeo unilateral; generar un vacío en este espacio hermético a los gases;
- tras generar el vacío, endurecer total o parcialmente la capa adhesiva (20; 201, 202) entre el núcleo de nido de abeja (12) y la capa de bloqueo (16; 161, 162) bajo este vacío, de tal modo que las celdas del nido de abeja sean por lo menos parcialmente evacuadas antes de que sean cerradas por la capa de bloqueo (16; 161, 162);
- tras endurecer total o parcialmente la capa adhesiva (20; 201, 202), infusión de la capa de fibras (24; 241; 242; 2411; 2412; 2421; 2422) bajo vacío con un material de matriz (26);
- y endurecimiento del material de matriz (26) bajo vacío.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que
comprende asimismo:
encerrar la estructura plana en un espacio
parcial hermético con respecto al material de matriz por medio de
una membrana microporosa (32, 42) que es impermeable al material de
matriz y permeable a los gases, encerrándose a continuación la
membrana microporosa que contiene la estructura plana por medio de
la lámina de vacío, aplicada sobre la herramienta de moldeo
unilateral, en el espacio hermético a los gases.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que la infusión de la capa de fibras
comprende una impregnación del material fibroso por medio de
material de matriz líquido que se suministra a la estructura plana
desde el exterior.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que la infusión de la capa de fibras
comprende una impregnación del material fibroso con ayuda de
material de matriz licuado proveniente de una o varias películas
(41) de material de matriz pertenecientes a la estructura plana.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que se utiliza a modo de capa de
bloqueo (16; 161, 162) una lámina que se ha tratado en su
superficie, preferentemente por medio de un tratamiento de
superficie de plasma o de corona, un procedimiento de revestimiento
o una combinación de los mismos.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se seleccionan el tiempo de
permanencia (T_{I}) de la estructura plana bajo vacío y/o la
pendiente de la curva de temperatura antes del endurecimiento total
o parcial de la capa adhesiva bajo la acción del calor de tal modo
que se logre una evacuación de las celdas del nido de abeja, que
corresponda por lo menos aproximadamente al vacío generado, antes de
que se endurezca parcial o totalmente la capa adhesiva.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se genera un vacío de \leq
10 mbar, preferentemente \leq 1 mbar.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, en el que se realiza el endurecimiento
total o parcial de la capa adhesiva por la acción del calor a una
primera temperatura del proceso que es inferior a una segunda
temperatura del proceso durante el endurecimiento del material de
matriz, y en el que se utiliza como capa adhesiva una película
adhesiva a base de resina epoxi o una resina fenólica o una mezcla
de las mismas, que puede endurecerse en el intervalo de la primera
y la segunda temperatura del proceso.
9. Componente en sándwich (10) obtenido por un
procedimiento según una de las reivindicaciones 1-8,
que comprende un núcleo de nido de abeja (12) cuyos nidos de abeja
(18) están cerrados en ambos lados, por lo menos una capa de
recubrimiento (14) de material fibroso (24) embebido en un material
de matriz (26), que cierra por un lado el núcleo de nido de abeja
(12), y una capa de bloqueo (16; 161, 162) entre el núcleo de nido
de abeja y la capa de recubrimiento,
caracterizado porque la capa de
recubrimiento (14) presenta un contenido en volumen de poros \leq
2%; y con el componente en sándwich (10) se logra una resistencia a
la tracción perpendicularmente a las capas en sándwich de \geq 3
MPa o bien en un ensayo de tracción, con una resistencia a la
tracción intrínseca del núcleo de nido de abeja de < 3 MPa, se
logra una rotura del nido de abeja.
10. Componente en sándwich según la
reivindicación 9, que presenta una resistencia a la tracción de por
lo menos 1,5 MPa perpendicularmente a las capas en sándwich.
11. Componente en sándwich según la
reivindicación 9 ó 10, obtenido por un procedimiento según la
reivindicación 2, en el que la capa de recubrimiento presenta un
contenido en volumen de poros < 0,5%.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP06120325A EP1897680B1 (de) | 2006-09-07 | 2006-09-07 | Verfahren zur Herstellung eines Sandwich-Bauteils mit einem Wabenkern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2317436T3 true ES2317436T3 (es) | 2009-04-16 |
Family
ID=37877023
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06120325T Active ES2317436T3 (es) | 2006-09-07 | 2006-09-07 | Procedimiento para fabricar un componente de sandwich con un nucleo de nido de abeja. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090252921A1 (es) |
| EP (1) | EP1897680B1 (es) |
| JP (1) | JP2010502483A (es) |
| AT (1) | ATE413962T1 (es) |
| CA (1) | CA2660702A1 (es) |
| DE (1) | DE502006002085D1 (es) |
| ES (1) | ES2317436T3 (es) |
| WO (1) | WO2008028973A1 (es) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090155524A1 (en) * | 2007-12-13 | 2009-06-18 | Rapp Robert A | Composite panel and method of manufacturing the same |
| EP2266784A1 (en) * | 2009-06-22 | 2010-12-29 | Eurocopter Deutschland GmbH | Method for producing a sandwich component having a honeycomb core |
| FR2959959B1 (fr) * | 2010-05-11 | 2012-08-03 | Lorraine Construction Aeronautique | Procede de fabrication d'une piece en materiau composite a ame creuse |
| US20110297308A1 (en) * | 2010-06-08 | 2011-12-08 | Stephen Paul Makin | Method of making automotive body parts |
| DE102010050872B4 (de) * | 2010-11-09 | 2016-10-20 | Daimler Ag | Sandwichbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US9580598B2 (en) * | 2011-03-25 | 2017-02-28 | Covestro Llc | Polyurethane composites produced by a vacuum infusion process |
| DE102011107725A1 (de) * | 2011-07-14 | 2013-01-17 | Premium Aerotec Gmbh | Wabenkernstabilisierung für Sandwich-Bauteile |
| EP3024642B1 (en) * | 2013-07-26 | 2020-04-22 | Learjet Inc. | Composite material incorporating water ingress barrier |
| DE102013214801A1 (de) * | 2013-07-29 | 2015-01-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen einer Faserverbundanordnung mit einem Faserverbundbauteil und einem verbundenen Stützelement |
| US9370902B2 (en) | 2013-10-03 | 2016-06-21 | Comerstone Research Group, Inc. | Fiber-reinforced epoxy composites and methods of making same without the use of oven or autoclave |
| WO2015050801A1 (en) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | United Technologies Corporation | A method of fabricating a ceramic article |
| FR3023210B1 (fr) * | 2014-07-07 | 2017-02-24 | Safran | Procede de fabrication de piece en materiau composite comportant au moins une portion formant portion d'introduction d'effort ou surepaisseur locale |
| US9908993B1 (en) | 2014-10-06 | 2018-03-06 | Cornerstone Research Group, Inc. | Hybrid fiber layup and fiber-reinforced polymeric composites produced therefrom |
| DE102014017809B4 (de) * | 2014-12-03 | 2017-03-23 | Audi Ag | Verfahren zur Herstellung eines Strukturbauteils |
| PL3037248T3 (pl) | 2014-12-22 | 2018-10-31 | Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg | Sposób wytwarzania przekładkowego elementu konstrukcyjnego |
| JP2016221731A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 三菱航空機株式会社 | プリフォーム部材接着方法 |
| EP3173223A1 (en) * | 2015-11-27 | 2017-05-31 | Airbus Operations GmbH | A method for manufacturing an aircraft structure component |
| WO2017151688A1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | Alienus Film Llc | Vacuum insulating film |
| DE102016110143A1 (de) * | 2016-06-01 | 2017-12-07 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Kernstruktur für ein Faserverbund-Schichtbauteil, Faserverbund-Schichtbauteil und Verfahren zum Herstellen eines Faserverbund-Schichtbauteils |
| DE102016116024B4 (de) | 2016-08-29 | 2021-05-12 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Herstellen eines Faserverbundformteils durch sequenzielle Infusion |
| CN106863867A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-06-20 | 安徽德重机械有限公司 | 一种用于真空板的真空封口机 |
| US10946594B1 (en) | 2017-01-06 | 2021-03-16 | Cornerstone Research Group, Inc. | Reinforced polymer-infused fiber composite repair system and methods for repairing composite materials |
| GB201704890D0 (en) | 2017-03-28 | 2017-05-10 | Composite Tech And Applications Ltd | A tool for manufacturing a composite component |
| US11339569B2 (en) * | 2017-04-18 | 2022-05-24 | Nexgen Composites Llc | Unitized construction panel |
| US11479305B2 (en) | 2018-07-24 | 2022-10-25 | Bridgestone Americas, Inc. | Modular structural composites for automotive applications |
| US11123948B2 (en) * | 2018-11-13 | 2021-09-21 | Epic Aircraft, LLC | Method for forming a composite structure |
| US11511502B2 (en) | 2019-08-27 | 2022-11-29 | Spirit Aerosystems, Inc. | Method for securing core to tool during machining |
| ES2967873T3 (es) * | 2020-08-05 | 2024-05-06 | Airbus Operations Slu | Panel intercalado con un núcleo en panal de abejas y método para fabricar el mismo |
| JP2023004234A (ja) * | 2021-06-25 | 2023-01-17 | 株式会社Trine | ボートデッキ |
| EP4122693A1 (en) * | 2021-07-21 | 2023-01-25 | Airbus Operations, S.L.U. | Method for manufacturing a sandwich panel with improved impact and damping behaviours |
| CN114106405B (zh) * | 2021-11-20 | 2022-10-18 | 电子科技大学 | 一种玄武岩纤维增强蜂窝芯复合材料及其制备方法 |
| US20230182424A1 (en) * | 2021-12-09 | 2023-06-15 | Airbus Operations Sas | Method of manufacturing an acoustic treatment panel and acoustic treatment panel obtained by said method |
| CN116278063A (zh) * | 2021-12-20 | 2023-06-23 | 中国石油化工股份有限公司 | 蜂窝夹层结构预成型体和蜂窝夹层结构复合材料成型方法 |
| CN114905769B (zh) * | 2022-07-19 | 2022-10-25 | 成都泰格尔航天航空科技股份有限公司 | 一种织物蜂窝成型装置及织物蜂窝成型工艺 |
| CN117227277B (zh) * | 2023-09-05 | 2026-01-27 | 烟台哈尔滨工程大学研究院 | 一种蜂窝夹层组合结构热防护材料及其制备方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4965037A (en) * | 1989-07-17 | 1990-10-23 | Libbey-Owens-Ford Co. | Method of molding a composite |
| US5716488A (en) * | 1996-08-26 | 1998-02-10 | The Boeing Company | Reusable vacuum bag for making laminated articles |
| DE19813104A1 (de) * | 1998-03-25 | 1999-09-30 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Herstellung von Faserverbundbauteilen |
| JP4342620B2 (ja) * | 1998-12-02 | 2009-10-14 | 富士重工業株式会社 | ハニカムサンドイッチ構造複合材パネルの成形方法 |
| FR2798618B1 (fr) * | 1999-09-21 | 2002-05-03 | Aerospatiale Matra Airbus | Procede de fabrication d'un panneau sandwich en materiau composite, et panneau ainsi obtenu |
| DE10013409C1 (de) * | 2000-03-17 | 2000-11-23 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen mittels eines Injektionsverfahrens |
| US7226559B2 (en) * | 2000-12-08 | 2007-06-05 | Toyota Motor Sales, U.S.A., Inc. | Method for molding structures |
| FR2826311B1 (fr) * | 2001-06-26 | 2006-11-24 | Nidaplast Honeycombs | Ame du type nid d'abeilles en polyolefine, panneau composite ou sandwich et procede de fabrication |
| DE10140166B4 (de) * | 2001-08-22 | 2009-09-03 | Eads Deutschland Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Bauteilen mittels eines Injektionsverfahrens |
| DE10146201B4 (de) * | 2001-09-13 | 2005-10-27 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffteils und Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff |
| EP1308266B1 (en) * | 2001-10-30 | 2007-06-13 | The Boeing Company | Hollow cell core composite articles molded with a liquid resin and method of fabrication |
| US6780488B2 (en) * | 2001-10-30 | 2004-08-24 | The Boeing Company | Liquid molded hollow cell core composite articles |
| DE102005003713B4 (de) * | 2005-01-26 | 2012-08-30 | Eurocopter Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Hohlkörperkern-Sandwichbauteilen im vakuumunterstützten Harz-Infusionsprozess |
-
2006
- 2006-09-07 ES ES06120325T patent/ES2317436T3/es active Active
- 2006-09-07 EP EP06120325A patent/EP1897680B1/de not_active Not-in-force
- 2006-09-07 DE DE502006002085T patent/DE502006002085D1/de active Active
- 2006-09-07 AT AT06120325T patent/ATE413962T1/de active
-
2007
- 2007-09-07 WO PCT/EP2007/059431 patent/WO2008028973A1/de not_active Ceased
- 2007-09-07 CA CA002660702A patent/CA2660702A1/en not_active Abandoned
- 2007-09-07 US US12/440,336 patent/US20090252921A1/en not_active Abandoned
- 2007-09-07 JP JP2009527153A patent/JP2010502483A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20090252921A1 (en) | 2009-10-08 |
| ATE413962T1 (de) | 2008-11-15 |
| EP1897680A1 (de) | 2008-03-12 |
| DE502006002085D1 (de) | 2008-12-24 |
| JP2010502483A (ja) | 2010-01-28 |
| EP1897680B1 (de) | 2008-11-12 |
| WO2008028973A1 (de) | 2008-03-13 |
| CA2660702A1 (en) | 2008-03-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2317436T3 (es) | Procedimiento para fabricar un componente de sandwich con un nucleo de nido de abeja. | |
| ES2211786T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para producir componentes reforzados con fibras por medio de un procedimiento de inyeccion. | |
| ES2266600T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para fabricar componentes de plastico reforzado con fibras. | |
| ES2247831T5 (es) | Materiales de moldeo. | |
| ES2300472T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de componentes reforzados con fibras por medio de un proceso de inyeccion. | |
| ES3048512T3 (en) | Fabrication of complex-shaped composite structures | |
| ES2391450T3 (es) | Proceso de infusión controlada de resina a presión atmosférica | |
| ES2628600T3 (es) | Método de moldeo de RTM | |
| ES2374146T3 (es) | Material plano flexible multicapa. | |
| CN100406239C (zh) | 树脂传递模塑成形法 | |
| ES2349674T3 (es) | Aparato y método de un sistema de infusión de resina en masa. | |
| ES2236889T3 (es) | Mejoras de, o relacionadas con, metodos de moldeado. | |
| US20050126699A1 (en) | Process for the manufacture of composite structures | |
| CN103802331B (zh) | 一种零出胶真空辅助树脂渗透成型树脂基复合材料的方法 | |
| ES2930269T3 (es) | Mejoras en o relacionadas con el moldeo | |
| CN101382377A (zh) | 真空绝热材料及使用它的电冰箱 | |
| BR112012022470B1 (pt) | Processo de fabricação de tanque de combustível e tanque que pode ser obtido por tal processo | |
| ES2519350T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para la fabricación de una pieza moldeada de material compuesto de plástico reforzado con fibra | |
| CN102574000B (zh) | 复合跳水板 | |
| ES2655973T3 (es) | Procedimiento de fabricación de una pieza de material compuesto con alma hueca | |
| JP4542588B2 (ja) | Ｒｔｍ成形方法 | |
| ES2278094T3 (es) | Dispositivo, disposicion de instrumentos y procedimiento para la produccion de piezas de materiales compuestos de fibra por medio de una tecnica de inyeccion dirigida por presion y temperatura. | |
| ES2334129T3 (es) | Material compuesto para construcciones ligeras y metodo para su fabricion. | |
| CA2962874C (en) | Method and system for resin infusing a composite preform | |
| JP5785889B2 (ja) | 繊維強化複合体の製造方法 |