ES2582008T3 - Piezas tubulares de material compuesto de forma compleja - Google Patents

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Abstract

Pieza tubular (6) de material compuesto que comprende, por una parte, una pieza alma (1) de resina de muy alta temperatura y, por otra, un recubrimiento de fibras (5) impregnadas de resina polimerizada, incluyendo en su interior la pieza alma, en al menos una parte de su longitud, separadores internos (12, 13, 15), caracterizada por que la pieza alma es obtenida por un procedimiento de fusión por láser y por que el recubrimiento se extiende más allá de unas secciones terminales de la pieza alma.

Description

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DESCRIPCION
Piezas tubulares de material compuesto de forma compleja
La presente invencion pertenece al campo de las piezas aeronauticas. De manera mas especlfica, esta se refiere a piezas de forma compleja en materiales compuestos. Aun mas en particular, la aplicacion perseguida se refiere a piezas tubulares de tipo tuberlas aeronauticas destinadas a un circuito de aire.
Actualmente, las piezas de tuberla para circuito de aire se realizan en material compuesto con el fin de lograr un ahorro de masa. Estas son fabricadas por trozos y luego se ensamblan. Por lo comun, se fabrican por laminado de tejidos de vidrio / resina fenolica sobre utillajes mandriles que seguidamente se desmontan.
Estas piezas de tuberla de aire presentan, muchas veces, una gran complejidad. Su forma exterior incluye ocasionalmente ramificaciones, codos, es, muchas veces, de seccion variable. Ademas, el interior de estas tuberlas puede presentar uno o varios deflectores o separaciones.
Estas imposiciones geometricas precisan entonces, para la realization de estas piezas, de abundantes y costosos utillajes. Alternativamente, se realizan en numerosos segmentos ensamblados en lo sucesivo. Por otro lado, estas piezas estan sometidas a tensiones de materiales, teniendo que cumplir normativas de resistencia al fuego, humo, toxicidad, etc.
Un estado de la tecnica pertinente es el documento EP 0618356, que da a conocer el preambulo de la reivindicacion 1.
Es entonces el objetivo de esta invencion proponer piezas tubulares de material compuesto de formas complejas realizadas en un solo elemento, que permitan:
- disminuir y simplificar los utillajes (objetivo: reduction de los costes no recurrentes),
- simplificar la fabrication y ensamble de las piezas (objetivo: reduccion de los costes recurrentes),
- la creation de formas muy complejas que permitan la integration de funciones no realizables mediante los procedimientos tradicionales, al propio tiempo que se conservan reducidas tolerancias dimensionales,
- la utilization de los materiales mas adaptados para cumplir las normativas de fuego, humo, toxicidad.
A tal efecto, la invencion propone una pieza tubular de material compuesto, segun la revindication 1, que comprende, por una parte, una pieza alma de resina de muy alta temperatura obtenida mediante procedimiento de creacion directa en 3D, y, por otra, un recubrimiento de fibras impregnadas de resina.
Se comprende que la pieza tubular es de forma cillndrica en su conjunto (ocasionalmente, de seccion no circular). Se trata, en la aplicacion contemplada a tltulo de ejemplo, de una canalization de aire.
En una forma de realizacion ventajosa, la pieza tubular incluye al menos una separation interna del tubo en varios conductos no intercomunicantes.
En este caso, la pieza tubular incluye, por ejemplo, un conducto central y un conjunto de al menos dos conductos perimetrales que rodean este conducto central.
En vistas a una aplicacion particular, esta incluye entonces al menos un conducto destinado al paso de cables.
Se comprende que el desarrollo de un procedimiento de realizacion de piezas de formas arbitrariamente complejas ofrece la posibilidad de disenar novedosas piezas de tuberlas de aire, no realizables hasta el momento.
Entre estas, es concebible, por ejemplo, integrar en un mismo tubo de aire dos conductos o mas que reciben los flujos de aire o de gas independientes y ocasionalmente de sentido opuesto.
De acuerdo con diversas formas de realizacion, ocasionalmente utilizadas conjuntamente, la pieza tubular incluye:
- al menos dos codos orientados en direcciones diferentes,
- al menos una ramification,
- al menos una variation de seccion a lo largo de al menos uno de sus segmentos,
- al menos un deflector interno que ocasionalmente comprende codos,
- al menos una pared interna que localmente obtura parcialmente la pieza tubular,
- al menos un segmento de seccion principalmente cuadrada,
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- al menos un segmento de seccion principalmente hexagonal,
De acuerdo con una forma de realizacion ventajosa, la pieza incluye, en una parte al menos de su superficie, un revestimiento antifuego.
En una forma de realizacion ventajosa, el recubrimiento externo de fibras impregnadas de resina esta realizado en forma de una trenza entrecruzada.
Semejante “calcetln” en napas de fibras impregnadas es directamente creado alrededor de la pieza tubular, o ensartado en la misma. Esta disposicion mejora la resistencia mecanica de la pieza tubular.
Preferiblemente, la pieza se obtiene mediante un procedimiento que comprende unas etapas:
- de creacion de una pieza alma de geometrla principalmente similar a la forma perseguida, salvo en lo referente al espesor exterior, mediante un procedimiento de creacion tridimensional,
- de envoltura de al menos una de esta pieza alma con fibras, previa o posteriormente impregnadas de resina, en orden a conseguir las dimensiones finales de la forma perseguida tras el endurecimiento de la resina,
- de endurecimiento de la resina.
Se comprende que se trata de un procedimiento de realizacion de pieza de forma geometrica compleja en material compuesto dotado de una estructura reforzada con fibras.
Preferiblemente, el procedimiento de creacion tridimensional es un procedimiento de fusion por laser (SLS).
En la forma preferida de realizacion, la resina termoplastica utilizada es una resina termoplastica de muy alta temperatura.
Mas en particular, se trata de una resina termoplastica de muy alta temperatura de tipo PEEK (polieter-eter-cetona). Alternativamente, se trata de una resina termoplastica de tipo PPS (por polifenileno sulfona).
Se comprende que la invencion combina procedimientos conocidos de realizacion de piezas en material compuesto empleados en la aeronautica y un procedimiento de fusion por laser, a priori no utilizado en el campo aeronautico, ya que produce piezas inaptas para responder a las imposiciones de una utilizacion en entorno aeronautico con sus estrictas normas de seguridad.
En el campo de la fabricacion de piezas de forma compleja, son conocidos procedimientos del tipo fusion por laser (en ingles, laser sintering), utilizados habitualmente para la realizacion, sin utillajes, de piezas metalicas de creacion de prototipos a partir de polvos.
De manera simplificada, un procedimiento de fusion por laser de tipo SLS (Selective Laser Sintering), que en ocasiones tambien recibe el nombre de impresion directa en 3D, es una tecnica de sinterizacion (calentamiento y fusion) por laser selectivo sin fase llquida.
Asl, se crean objetos que presentan una geometrla tridimensional todo lo compleja que se desee, capa a capa, constituidas sobre la marcha sobre la capa inferior, utilizando la energla de un laser para provocar la fusion local de un polvo (metal, nailon, poliestireno...) en el lugar seleccionado, correspondiente a una futura parte maciza de la pieza deseada.
El procedimiento se asemeja a la creacion rapida de prototipos con utilizacion de polvos. Tal como se ha visto, la pieza se realiza a partir de un lecho de polvo mediante consolidacion de laminas sucesivas en una maquina industrial.
El laser consolida la lamina superficial del lecho de polvo precalentado, el soporte de maquina profundiza una distancia determinada, un sistema de distribucion (generalmente, un rodillo) deposita una nueva capa de polvo, consolidacion de una nueva lamina por laser, etc.
La pieza final obtenida puede presentar una forma muy compleja. No se necesita ningun utillaje (moldeo, mecanizado, etc.) para la realizacion de la pieza obtenida por este procedimiento de fusion por laser.
El tiempo de realizacion de las piezas depende de las dimensiones y de la calidad de pieza que se desee. Este puede ser relativamente largo. Sin embargo, se pueden realizar varias piezas al mismo tiempo, lo que hace interesante el procedimiento desde un punto de vista industrial.
Estos procedimientos empiezan a ser utilizados con polvos de material compuesto. El procedimiento de fusion por laser se desarrolla, por ejemplo, relativamente bien con polvos del tipo poliamida (PA).
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Las piezas de poliamida se destinan sobre todo para ser piezas de demostracion de tipo creacion rapida de prototipos. Su vida util es relativamente reducida, debido a su limitado comportamiento mecanico.
Tambien por este procedimiento se han realizado piezas de resina de tipo PEEK, que estan particularmente destinadas para piezas a medida para aplicaciones medicas (por ejemplo, protesis cervicales).
Sin embargo, por motivos de comportamiento de material y temperaturas de ejecucion, la resina PEEK (polvo termoplastico de muy alta temperatura) es mas diflcil de poner en practica que la resina poliamida.
La resina termoplastica PEEK (pollmero de polieter-eter-cetona) tiene una temperatura de fusion de 350 °C, de ahl su denominacion de resina de muy alta temperatura.
Esta resina termoplastica reforzada con fibras presenta las siguientes ventajas: buenas propiedades mecanicas, buen comportamiento al fuego, buen comportamiento frente al impacto, escasa absorcion de humedad, reversibilidad de la reologla cuando se calienta a un nivel suficiente de temperatura (por oposicion a las resinas termoendurecibles, que presentan un comportamiento irreversible). Propiedades todas estas que hacen de la resina PEEK un material adaptado y cada vez mas utilizado para aplicaciones aeronauticas en el ambito de realizacion de piezas de material compuesto.
Por el contrario, de manera general, las piezas obtenidas mediante un procedimiento de fusion por laser, por su modo de realizacion, no estan reforzadas con fibras. Por lo tanto, sus caracterlsticas mecanicas son, a priori, escasas, por lo que estas piezas no se destinan de manera espontanea al mercado aeronautico. La mayorla de las veces, se trata de piezas prototlpicas, y no de piezas destinadas a un uso real o a una fabrication en serie.
Por otro lado, en el campo aeronautico, son conocidos diversos procedimientos para realizar piezas en material compuesto.
Entre estos procedimientos, cabe citar especialmente:
- el procedimiento de laminado de tejidos o napas de fibras largas preimpregnados con resina termoendurecible o termoplastica,
- el procedimiento de moldeo por transferencia de resina "RTM" (Resin Transfer Molding): realizacion de una preforma fibrosa con, en una segunda etapa, impregnation con resina termoendurecible.
Estos procedimientos precisan de una operation de polimerizacion (resina termoendurecible) o consolidation (resina termoplastica) a temperatura, en vaclo y, generalmente, a presion.
Estos procedimientos se utilizan para la realizacion de piezas estructurales o no estructurales.
Por lo tanto, la invention propone piezas tubulares de formas muy complejas, obtenidas combinando un procedimiento dimanado del campo medico y escogiendo entonces un material de trabajo adaptado a las imposiciones del campo aeronautico, con procedimientos conocidos en aeronautica.
De acuerdo con una primera forma de realizacion, la envoltura de la pieza alma se realiza utilizando un procedimiento de laminado de la pieza alma mediante napas o tejidos preimpregnados con resina.
Alternativamente, la envoltura de la pieza alma se realiza utilizando un procedimiento de moldeo por transferencia de resina.
Preferiblemente, en la etapa de creacion de la pieza alma, al menos una parte de la superficie de dicha pieza alma destinada a recibir las fibras se hace rugosa para favorecer el enganche mecanico con la resina de impregnacion de las fibras.
Esto es particularmente util en el caso de resina termoendurecible.
La description subsiguiente, dada unicamente a tltulo de ejemplo de una forma de realizacion de la invencion, se lleva a cabo haciendo referencia a las figuras que se acompanan, en las cuales:
la figura 1 ilustra una pieza alma destinada a una canalization de aire, realizada en resina termoendurecible de muy alta temperatura por fusion por laser,
la figura 2 muestra la integration de esta pieza alma en el seno de una pieza mas grande que incluye utillajes compuestos, por ejemplo, a partir de elementos de aluminio,
la figura 3 ilustra el laminado que determina la pieza completa,
la figura 4 ilustra la pieza completa en su estado finalizado tras la extraction de los utillajes,
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la figura 5, ajena al ambito de la invention, ilustra un tubo que incluye varios codos y una separation interna en dos conductos independientes,
la figura 6 ilustra igualmente un tubo que incluye una bifurcation,
la figura 7 ilustra igualmente un tubo dividido en cuatro conductos independientes,
la figura 8 ilustra un tubo que comprende seis zonas determinantes de conductos independientes, cinco de las cuales rodean circunferencialmente a una sexta, a lo largo de la llnea central del tubo, incluyendo el tubo, por otro lado, tres ramificaciones correspondientes a algunos de los conductos independientes,
la figura 9 ilustra igualmente un tubo que incluye deflectores longitudinales que orientan el flujo a una ramification, la figura 10 ilustra un tubo recubierto con un “calcetln” de fibras impregnadas,
la figura 11 ilustra un tipo particular de tubo, en configuration de amortiguador acustico e incluyendo una serie alternada de divisiones internas que obstruyen parcialmente el tubo.
Las piezas de las figuras 12 ilustran variantes geometricas, sin formar parte de la invencion.
La figura 12 ilustra un tubo de section inicial netamente superior a su section terminal,
la figura 13 ilustra un tubo que incluye un alojamiento para filtro de aire,
la figura 14 ilustra un tubo de seccion cuadrada, y
la figura 15 ilustra un tubo de seccion hexagonal.
Una pieza tubular segun la invencion comprende una pieza alma de material compuesto realizada en PEEK mediante un procedimiento de fusion por laser, sirviendo esta pieza alma PEEK de soporte en la realization de una pieza de material compuesto mediante procedimientos en si conocidos de preimpregnacion o de moldeo por transferencia de resina (RTM).
De manera mas detallada, el procedimiento de fabrication de una pieza tubular segun la invencion se lleva a la practica a partir de las especificaciones de una pieza completa que ha de realizarse. Estas especificaciones se obtienen por metodos de diseno tradicionales, por ejemplo mediante utilization de soportes logicos de DAO.
El procedimiento comprende entonces una primera etapa de realizacion 100 de una pieza alma 1 mediante procedimiento de fusion por laser (SLS), trabajando sobre un material de tipo resina de muy alta temperatura, en el presente caso, un pollmero de polieter-eter-cetona (PEEK, por abreviacion).
De una manera practica, tal como se comprendera por el ejemplo descrito de la invencion, conviene comprender por resina de muy alta temperatura, una resina que, por una parte, presenta caracterlsticas flsicas y qulmicas estables a las temperaturas a las que, en servicio, pueden verse sometidas unas piezas realizadas con tal resina y que, por otra parte, en el ambito de la presente invencion, presenta una estabilidad suficiente a las temperaturas a las que temporalmente se ven sometidas las piezas en el transcurso del procedimiento de su fabricacion.
Los datos de diseno de la pieza alma 1 que ha de realizarse se obtienen a partir de los datos de diseno de la pieza completa, teniendo en cuenta el espesor por venir de fibras impregnadas con resina sobre una parte de la superficie de la pieza (y su ocasional variation en una fase de endurecimiento). Estos datos relativos a la pieza alma 1 que ha de realizarse son integrados entonces en un soporte logico de pilotaje del dispositivo de fusion por laser utilizado.
El procedimiento de fusion por laser se da por conocido por si mismo, por lo que no se detalla mas adelante en el presente documento. Las dimensiones de la pieza alma que ha de realizarse unicamente estan limitadas por las caracterlsticas del dispositivo de fusion por laser.
Igualmente, el material PEEK y sus condiciones de puesta en practica se dan por conocidos por si mismos.
En la figura 1, se observa la pieza alma 1, una vez realizada por procedimiento de fusion por laser. Esta pieza alma 1 incluye, en el presente caso, una ramificacion acodada que, en su parte interior, incluye tres deflectores. Claramente, esta es diflcil de realizar por procedimientos convencionales. De hecho, podrla incluir multiples ramificaciones, separaciones internas en conductos distintos, variaciones de seccion o de espesor, sin modificaciones de esta etapa del procedimiento.
La pieza alma 1 se realiza, pues, con unas dimensiones interiores acordes con las especificaciones de la pieza final que ha de realizarse, y unas dimensiones exteriores adaptadas teniendo en cuenta el espesor por venir de fibras impregnadas.
La superficie de la pieza alma de PEEK se hace rugosa, por metodos conocidos, para favorecer el enganche
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mecanico con la resina de los tejidos o napas (especialmente en el caso de resinas termoendurecibles).
En una segunda etapa 105 del procedimiento (figura 2), la pieza alma 1 se ensambla con utillajes 2, 3, 4, en el presente caso, de tipo tubulares de aluminio. Estos utillajes, de forma geometrica simple, estan realizados por metodos en si conocidos. Sus secciones terminales, logicamente, estan adaptadas para un correcto ensamble con las secciones terminales de la pieza alma. Estas presentan, asimismo, unas dimensiones exteriores adaptadas para su futuro recubrimiento con fibras impregnadas. La superficie de estos utillajes 2, 3, 4 esta ocasionalmente tratada en vistas a su recubrimiento por fibras impregnadas, y su posterior extraccion.
Los utillajes utilizados tambien pueden estar constituidos a partir de vejigas hinchables, no representadas en el dibujo, por ejemplo constituidas a partir de un material de silicona, material ampliamente utilizado en el ambito de la polimerizacion de resinas termoendurecibles. Entonces, estas vejigas son extralbles tras la polimerizacion.
En una etapa siguiente 110 (figura 3), la pieza intermedia ensamblada, obtenida al termino de la anterior etapa, es envuelta en tejidos o en napas 5 de fibras preimpregnadas de resina (termoendurecible, en el presente ejemplo), en el presente caso mediante enrollamiento alrededor de los diferentes segmentos de la pieza. Se hace notar que el laminado interesa a la pieza alma 1 y a los utillajes 2, 3, 4. El laminado se realiza mediante una tecnica en si conocida.
La resina termoendurecible puede ser epoxi, fenolica, resina poliuretana (PU), otras resinas que cumplan las normativas sobre fuego, humo, toxicidad y con una temperatura de polimerizacion que no exceda de 200 °C (para evitar acercarse a la temperatura de fusion de la resina PEEK).
Se hace constar que las paredes de la pieza PEEK tienen que ser estancas para permitir el laminado de los tejidos o napas (debido a las tensiones ligadas a la polimerizacion a vaclo).
Como variante, el procedimiento de laminado se sustituye por un procedimiento RTM de moldeo por transferencia de resina. De lo que se trata entonces es de realizar, sobre la pieza alma 1 de resina de muy alta temperatura PEEK, una preforma fibrosa seca, que a continuacion se impregna con resina en un utillaje o un entorno estanco previsto al efecto.
El procedimiento de moldeo por transferencia de resina (RTM, procedimiento en si conocido) se caracteriza por el hecho de que se ubican capas de fibras secas precortadas dentro de un molde, el cual se sella, y en el cual se inyecta una resina, que pasa a impregnar las fibras. En el caso de fibras impregnadas con resina termoendurecible, a continuacion se realiza una polimerizacion de la resina.
En ambos casos, en una etapa siguiente 120, la pieza completa se finaliza mediante polimerizacion de la resina, y luego se extraen los utillajes 2, 3, 4, de metal o de material flexible, en el presente caso por traccion segun sus ejes.
La figura 4 ilustra entonces el estado final de la pieza completa 6.
El interes de combinar los dos procedimientos esta en que permite aprovechar las ventajas de cada procedimiento y minimizar los inconvenientes:
1) la pieza PEEK se realiza sin utillajes.
2) La pieza PEEK puede tener una forma compleja con integracion de funciones, con una repercusion desdenable en el coste de realization. Esta puede ser netamente mas larga (enteriza) que mediante los procedimientos conocidos.
3) El laminado de los tejidos se efectua sobre la pieza PEEK, lo cual precisa de poco o ningun utillaje. Cuando se utilizan utillajes, son utillajes netamente mas simples que los que serlan necesarios para la realizacion de las piezas de formas complejas mediante las tecnicas tradicionales.
4) Los tejidos o napas aportan el reforzamiento necesario para la obtencion de propiedades mecanicas suficientes para la pieza final. Por lo tanto, el comportamiento mecanico de la pieza PEEK unicamente tiene que permitir la operation de laminado y/o impregnation, con posterior polimerizacion. Todo lo cual permite simplificar el diseno y la realizacion de la pieza PEEK. La temperatura de polimerizacion de las resinas utilizadas no excede de 200 °C. Este nivel de temperatura permite no modificar la geometrla de la pieza PEEK.
5) La resina PEEK cumple muy bien las normativas sobre fuego, humo, toxicidad.
El procedimiento resulta particularmente adecuado para las piezas cerradas o de revolution (por ejemplo, piezas tubulares). En este caso, el laminado de los tejidos o napas se lleva a cabo alrededor de la pieza PEEK.
La utilization del procedimiento abre el camino para la realizacion de piezas tubulares, por ejemplo para circuito de aire, no concebibles hasta el momento.
Asl, mediante las figuras 5 a 15, se ilustran diversos tipos de piezas particulares realizables mediante el
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procedimiento tal y como se ha expuesto.
Tal como se ve en la figura 5, la pieza completa 6 puede adoptar la forma de un tubo cilindrico que presenta varios codos 7a, 7b, 7c (tres, en la presente ilustracion no limitativa). Estos codos 7a, 7b, 7c estan destinados, por ejemplo, a facilitar la fijacion de la pieza completa 6 a lo largo de una pared interna de un fuselaje de avion, a su vez de forma compleja, debido a los innumerables elementos estructurales y equipos instalados en el avion.
La pieza completa 6 presenta, asimismo, una separacion interna 8, dispuesta en el presente caso en forma de una superficie graduada cuya generatriz es un diametro del tubo cilindrico. Asi, tal pieza incluye dos conductos internos 6a, 6b, adaptados, por ejemplo, para el paso de flujos de aire en sentidos opuestos, o simplemente de flujos de aire independientes.
La figura 6 ilustra un tubo similar al de la figura 5, pero incluyendo asimismo una ramificacion 9 del tubo principal 10 en dos tubos secundarios 10', 10''. En el caso ilustrado, la ramificacion conserva la separacion del tubo en dos conductos, y cada tubo secundario 10', 10'' incluye asimismo, por tanto, dos conductos (senalados con 6'a, 6'b y 6''a, 6''b, respectivamente). Queda claro que la ramificacion puede interesar a uno solo de los dos conductos de manera muy simple.
Una variante de la figura 5 esta ilustrada por la figura 7, en la que nos encontramos con un tubo cilindrico 6 acodado, dividido en el presente caso en cuatro conductos internos 6a, 6b, 6c, 6d, por una separacion en cruz.
Segun las necesidades de la aplicacion de interes, uno de los conductos internos puede recibir un tratamiento superficial (mediante pintura antifuego, por ejemplo) diferente de los demas conductos.
En una variante aun mas sofisticada de este concepto, tal como se ilustra mediante la figura 8, la pieza tubular completa 6 incluye un conducto tubular central 6a, cilindrico en su conjunto y concentrico con la pieza completa 6, rodeado de 5 conductos perimetrales 6b, 6c, 6d, 6e, 6f.
Estos conductos perimetrales 6b, 6c, 6d, 6e, 6f son, en el presente caso, de seccion sensiblemente identica, la cual esta delimitada por un arco de circulo de la pared externa de la pieza completa 6, un arco de circulo de la pared externa del conducto central 6a y unos radios de la pieza completa 6, distribuidos a iguales intervalos angulares.
La pieza completa 6 presenta asimismo, en el presente caso, unas ramificaciones 11, 11', 11'', cada una de las cuales interesa, en el presente caso, a un solo conducto perimetral. Queda claro que estas ramificaciones podrian interesar igualmente a dos conductos internos o mas, segun las necesidades.
En esta configuration, la pieza completa 6 esta destinada tipicamente a encauzar flujos de aire (por ejemplo, destinados a diferentes zonas del avion) por los conductos perimetrales, y un conjunto de cables por el conducto central 6a.
Al ser, en el presente caso, independientes los flujos de aire, es concebible conducir flujos de aire de diferentes temperaturas con destino a diferentes zonas del avion, por ejemplo.
Igualmente, este tipo de tubo de conductos multiples permite alimentar las diferentes bocas de aireacion independientemente unas de otras. Frente a un tubo de conducto simple, esto permite en particular evitar que el flujo de aire sea mas intenso cuando mas cerca se halla del dispositivo acondicionador y mas debil para las bocas de aireacion mas alejadas del mismo.
En la figura 9 se ilustra otro tipo de pieza, realizable mediante el procedimiento descrito. Esta pieza tubular 6 incluye una ramificacion 9, estando acodados los dos tubos secundarios 10', 10''. El tubo principal 10 incluye, en el presente caso, dos deflectores internos 12, 13 que permiten orientar el flujo de aire.
Estos deflectores 12, 13 se materializan en forma de paredes internas al tubo, no necesariamente a todo lo ancho del mismo (o solamente en una determinada longitud del tubo). Por lo tanto, el flujo de aire no necesariamente es separado en varios volumenes independientes, sino que se canaliza mejor para evitar las turbulencias.
Tal como se ve en la figura 9, en el presente caso, en las ramificaciones 10', 10'' del tubo 6 tambien se hallan dispuestos unos deflectores secundarios.
En una variante de realization de la parte exterior de la pieza completa, ilustrada en la figura 10, la pieza alma 1 de resina de muy alta temperatura PEEK, separada en cuatro conductos internos por una separacion en cruz, esta rodeada por un "calcetin" 14 de fibras impregnadas. Este "calcetin", trenzado alrededor de la pieza alma, o ensartado en la misma, permite obtener una muy buena resistencia mecanica de la pieza final 6. Tipicamente, incluye dos napas de fibras arrolladas en espiral de manera entrecruzada alrededor de la pieza tubular.
La figura 11 muestra una realizacion de pieza tubular 6 que incluye un amortiguador de ruido interno, realizado en forma de una alternancia de separadores internos 15 perpendiculares al tubo 6, creando un curso forzado para el flujo de aire por el tubo, segun una geometria convencional.
5
10
15
20
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Se pueden tambien asumir otras geometrlas que permiten una amortiguacion del ruido.
La figura 12 muestra un tubo con multiples codos, y de seccion decreciente, que permite as! una aceleracion del flujo de aire a la salida del tubo. Semejante tubo no es realizable de manera simple por metodos convencionales.
Tal como se ve en la figura 13, el tubo 6 puede incluir un alojamiento 16 y una abertura en su superficie 17, destinados a recibir un filtro de aire 18 de tipo en si conocido, intercambiable.
Finalmente, las figuras 14 y 15 ilustran la posibilidad de realizar tubos de seccion rectangular o poligonal (en el presente caso, hexagonal), segun las imposiciones de utilizacion y de la zona interna al avion destinada a albergar el tubo.
En el caso de seccion rectangular, el presente procedimiento permite la realization de piezas que presentan dos paredes delgadas y dos paredes espesas, segun las tensiones mecanicas o ambientales a las que tenga que responder la pieza.
Logicamente, estas geometrlas son compatibles con ramificaciones y separaciones, o deflectores internos tales como los antes expuestos.
En otra variante, la pieza de resina termoplastica PEEK no esta completamente cubierta por napas de fibras impregnadas. Incluye, por ejemplo, puas emergentes y destinadas a determinar soportes de fijacion a la estructura de la aeronave, o soportes de fijacion de otros equipos o elementos.
Se comprende que la utilizacion del procedimiento permite crear piezas que se aproximan todo lo posible a la aplicacion final en cabina de la aeronave.
En otra variante, no ilustrada, la pieza tubular 6 recibe en su superficie un tratamiento por pintura antifuego. Son concebibles, logicamente, otros tipos de tratamientos, segun las necesidades de aplicaciones especlficas.
Como variante de material, se utiliza una resina termoplastica de tipo PPS (polifenileno sulfona) en sustitucion de la resina PEEK apuntada en la description, sin sustancial modification del procedimiento.
En una variante de realizacion, las piezas tubulares incluyen, asimismo, un laminado sobre al menos una parte de una superficie interior, laminado que permite evitar, por ejemplo, una abrasion que podrla provocar un desgaste prematuro de la pieza PEEK. En esta configuration, la pieza PEEK queda comprendida entre dos laminados: uno de ellos en el interior y, en la superficie externa, el otro.

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Pieza tubular (6) de material compuesto que comprende, por una parte, una pieza alma (1) de resina de muy alta temperatura y, por otra, un recubrimiento de fibras (5) impregnadas de resina polimerizada, incluyendo en su interior la pieza alma, en al menos una parte de su longitud, separadores internos (12, 13, 15), caracterizada por que la pieza alma es obtenida por un procedimiento de fusion por laser y por que el recubrimiento se extiende mas alla de unas secciones terminales de la pieza alma.
  2. 2. Pieza tubular segun la reivindicacion 1, caracterizada por que incluye al menos una separacion interna del tubo en varios conductos (6a, 6b) no intercomunicantes.
  3. 3. Pieza tubular segun la reivindicacion 2, caracterizada por que incluye al menos un conducto central y un conjunto de al menos dos conductos perimetrales que rodean este conducto central.
  4. 4. Pieza tubular segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizada por que incluye, ocasionalmente conjuntamente:
    - al menos dos codos (7),
    - al menos una ramificacion (9),
    - al menos una variacion de seccion a lo largo de al menos uno de sus segmentos,
    - al menos un deflector interno (12) que ocasionalmente comprende codos,
    - al menos una pared interna (15) que localmente obtura parcialmente la pieza tubular,
    - al menos un segmento de seccion principalmente cuadrada,
    - al menos un segmento de seccion principalmente hexagonal.
  5. 5. Pieza tubular segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizada por que la resina de muy alta temperatura es una resina termoplastica de tipo PEEK (polieter-eter-cetona).
  6. 6. Pieza tubular segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la resina de muy alta temperatura es una resina termoplastica de tipo PPS (polifenileno sulfona).
  7. 7. Pieza tubular segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizada por que el recubrimiento externo de fibras (5) impregnadas de resina esta realizado en forma de una trenza entrecruzada.
  8. 8. Pieza tubular segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizada por que incluye un tratamiento superficial por pintura antifuego.
  9. 9. Pieza tubular segun una cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizada por que esta realizada por un procedimiento que comprende unas etapas:
    100 - de creacion de una pieza alma (1) de geometrla principalmente similar a la forma perseguida, salvo en lo referente al espesor exterior, mediante un procedimiento de creacion tridimensional de tipo fusion por laser, realizandose dicha pieza alma en resina termoplastica de muy alta temperatura,
    110 - de envoltura de al menos una parte de esta pieza alma (1) con fibras (5), previa o posteriormente impregnadas de resina, hasta conseguir las dimensiones finales de la forma perseguida,
    120 - de endurecimiento de la resina.
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