ES3035208B2

ES3035208B2 - MANUFACTURING PROCESS FOR HYBRID MOLDS FOR COMPOSITE PARTS AND HYBRID MOLD OBTAINED

Info

Publication number: ES3035208B2
Application number: ES202430149A
Authority: ES
Inventors: Martinez Manuel Torres
Original assignee: M Torres Diseños Industriales SA
Current assignee: M Torres Diseños Industriales SA
Priority date: 2024-02-29
Filing date: 2024-02-29
Publication date: 2026-02-27
Anticipated expiration: 2044-02-29
Also published as: ES3035208A1; WO2025181411A1

Description

[0001] DESCRIPCIÓN[0001] DESCRIPTION

[0004] PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE MOLDES HÍBRIDOS PARA PIEZAS DE[0004] MANUFACTURING PROCEDURE FOR HYBRID MOLDS FOR PARTS OF

[0005] MATERIALES COMPUESTOS Y MOLDE HÍBRIDO OBTENIDO[0005] COMPOSITE MATERIALS AND HYBRID MOLD OBTAINED

[0007] SECTOR DE LA TÉCNICA[0007] TECHNICAL SECTOR

[0009] La presente invención está relacionada con la fabricación de moldes para piezas formadas de materiales compuestos, proponiendo un procedimiento que permite fabricar de una manera eficiente moldes compuestos por múltiples materiales de diferentes coeficientes de dilatación térmica.[0009] The present invention relates to the manufacture of molds for parts formed from composite materials, proposing a procedure that allows the efficient manufacture of molds composed of multiple materials with different coefficients of thermal expansion.

[0011] ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN[0011] BACKGROUND OF THE INVENTION

[0013] La fabricación de piezas en material compuesto se basa, en la mayoría de aplicaciones existentes hoy en día, en el uso de moldes de curado. Los materiales compuestos, formados por un refuerzo y una matriz, suelen incorporar matrices poliméricas que deben ser curadas en un proceso térmico, que se realiza una vez el material está posicionado sobre un molde, de forma que la pieza resultante copia la geometría de dicho molde.[0013] The manufacture of composite parts is based, in most applications today, on the use of curing molds. Composite materials, formed by a reinforcement and a matrix, usually incorporate polymer matrices that must be cured in a thermal process, which is carried out once the material is positioned on a mold, so that the resulting part copies the geometry of that mold.

[0015] Ahora bien, dichos moldes para piezas de materiales compuestos deben cumplir con una serie de requisitos, que principalmente son de tipo estructural, de tipo geométrico, de porosidad y de temperatura. Dado que las temperaturas de curado pueden ser elevadas, especialmente para resinas de altas propiedades mecánicas, los moldes deben soportar ciclos térmicos manteniendo unas geometrías muy controladas, para que las piezas que se moldean cumplan con las especificaciones deseadas.[0015] Now, these molds for composite parts must meet a series of requirements, primarily structural, geometric, porosity, and temperature-related. Since curing temperatures can be high, especially for resins with high mechanical properties, the molds must withstand thermal cycles while maintaining very controlled geometries so that the molded parts meet the desired specifications.

[0017] Además, las aplicaciones en las que las resinas de altas propiedades son requeridas se encuentran principalmente en el sector aeronáutico, donde adicionalmente las dimensiones de las piezas que se fabrican son también grandes, de modo que la influencia de los coeficientes de dilatación es más notable.[0017] In addition, the applications in which high-property resins are required are mainly in the aeronautical sector, where additionally the dimensions of the parts being manufactured are also large, so that the influence of the coefficients of expansion is more noticeable.

[0019] Por ello, para fabricar esas piezas de materiales compuestos se utilizan habitualmente moldes de aceros especiales, como el acero Invar, con un coeficiente de dilatación muy bajo, o bien moldes fabricados también de material compuesto a base de fibra de carbono continua, con lo que el coeficiente de dilatación del molde se puede aproximar al de las piezas a fabricar, simplificando el cálculo y el proceso. No obstante, la fabricación de dichos moldes implica procesos complejos, plazos de fabricación largos y costes muy notables, en tanto que para la fabricación de moldes de material compuesto es necesaria, además, la fabricación de un modelo.[0019] Therefore, to manufacture these composite parts, molds made of special steels, such as Invar steel, with a very low coefficient of expansion, are commonly used, or molds also made of a continuous carbon fiber composite material, with which the coefficient of expansion of the mold can be approximated to that of the parts to be manufactured, simplifying the calculation and the process. However, the manufacture of these molds involves complex processes, long manufacturing times, and very significant costs, since the manufacture of composite material molds also requires the creation of a model.

[0021] Existen actualmente opciones para la fabricación de los moldes por procesos más rápidos y eficientes, como los procesos de fabricación aditiva. No obstante, los materiales que se emplean en dicha tecnología y la configuración de las piezas a fabricar llevan a piezas con una deformación en ciclos térmicos muy superior a la de los materiales tradicionales como el acero Invar o los materiales compuestos a base de fibra de carbono continua, dificultando la obtención de resultados dentro de las tolerancias geométricas permitidas en los procesos de curado de resinas de altas propiedades. Existen también referencias, como el documento US10427330, para realizar moldes formados por múltiples materiales, pero empleando materiales especiales con bajos coeficientes de dilatación, con los cuales las mejoras de los procesos de fabricación de los moldes son muy limitadas.[0021] There are currently options for manufacturing molds using faster and more efficient processes, such as additive manufacturing. However, the materials used in this technology and the configuration of the parts to be manufactured result in parts with deformation during thermal cycles that is much greater than that of traditional materials such as Invar steel or continuous carbon fiber composites. This makes it difficult to obtain results within the geometric tolerances allowed in the curing processes of high-property resins. There are also references, such as document US10427330, for making molds from multiple materials, but these use special materials with low coefficients of expansion, which greatly limits improvements in mold manufacturing processes.

[0023] Una solución a dichos problemas es el empleo de diferentes materiales dentro del mismo molde, con lo que se puede generar una estructura de molde más sencilla basada en materiales con peores propiedades, pero más eficientes, unida a una superficie lecho de molde con mejores propiedades de dilatación térmica que puede deslizar respecto de la estructura soporte del molde. En ese sentido, el documento AT503547 describe una solución que resuelve el problema de las dilataciones mediante un molde compuesto por una base de metal y un lecho de molde de otro material diferente, de manera que el lecho de molde, que es donde se deposita el material de la pieza a fabricar, está formada de material compuesto reforzado con fibra de vidrio o de carbono, mientras que la base, en la que se apoya la piel de molde, es una estructura metálica que proporciona estabilidad, fijándose la superficie de molde a la base mediante unas varillas roscadas que permiten compensar posibles desviaciones geométricas. En este documento no se describe el proceso de fabricación del lecho de molde, por lo que se entiende que se conforma de acuerdo con un proceso tradicional de fabricación de modelo para fabricación de molde.[0023] One solution to these problems is the use of different materials within the same mold. This allows for a simpler mold structure based on materials with less desirable but more efficient properties, combined with a mold bed surface that has better thermal expansion properties and can slide relative to the mold's support structure. In this regard, document AT503547 describes a solution that addresses the expansion problem using a mold composed of a metal base and a mold bed made of a different material. The mold bed, where the part material is deposited, is made of a fiberglass or carbon fiber reinforced composite, while the base, on which the mold skin rests, is a metal structure that provides stability. The mold surface is fixed to the base by threaded rods that compensate for any geometric deviations. This document does not describe the mold bed manufacturing process; therefore, it is understood that it is formed according to a traditional pattern-making process for mold production.

[0025] A la vista de las descritas desventajas que presentan las soluciones existentes en la actualidad, se considera necesaria una solución con un proceso de fabricación eficiente de moldes multimaterial y que aseguren el mejor comportamiento dimensional en la fabricación de piezas de materiales compuestos.[0025] In view of the described disadvantages of the existing solutions, a solution with an efficient manufacturing process for multi-material molds that ensures the best dimensional behavior in the manufacture of composite material parts is considered necessary.

[0027] EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN[0027] EXPLANATION OF THE INVENTION

[0029] Con la finalidad de cumplir este objetivo y solucionar los problemas técnicos comentados hasta el momento, además de aportar ventajas adicionales que se pueden derivar más adelante, la presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de moldes para piezas de materiales compuestos, que comprende las siguientes etapas:[0029] In order to achieve this objective and solve the technical problems discussed so far, as well as provide additional advantages that may be derived later, the present invention relates to a method for manufacturing molds for composite material parts, comprising the following steps:

[0030] - fabricación de una base de molde mediante fabricación aditiva con una superficie de moldeo con la geometría de la pieza a fabricar,[0030] - manufacturing a mold base by additive manufacturing with a molding surface having the geometry of the part to be manufactured,

[0031] - mecanizado de la superficie de moldeo de la base de molde,[0031] - machining of the molding surface of the mold base,

[0032] - fabricación, sobre la superficie de moldeo mecanizada, de un lecho de molde mediante laminado en material compuesto,[0032] - manufacturing, on the machined molding surface, of a mold bed by laminating in composite material,

[0033] - mecanizado en el lecho de molde de unos alojamientos,[0033] - machining in the mold bed of some housings,

[0034] - retirada del lecho de molde de la base de molde, y mecanizado en dicha base de molde de unos alojamientos,[0034] - removal of the mold bed from the mold base, and machining of housings in said mold base,

[0035] - incorporación del lecho de molde mediante la fijación, en los alojamientos de la base de molde o en los alojamiento del lecho de molde, de unos conectores de unión entre base de molde y lecho de molde, siendo al menos uno de los conectores de unión, un conector fijo configurado para conexión de la base de molde y el lecho de molde sin posibilidad de desplazamiento entre ambas, pudiendo permitir una rotación relativa entre ellas, y el resto de conectores de unión siendo conectores móviles configurados para permitir el movimiento relativo entre la base de molde y el lecho de molde en una o dos direcciones y/o una rotación, generando una unión flexible entre lecho de molde y base de molde.[0035] - incorporation of the mold bed by fixing, in the mold base housings or in the mold bed housings, some joining connectors between mold base and mold bed, at least one of the joining connectors being a fixed connector configured for connecting the mold base and the mold bed without the possibility of displacement between them, being able to allow relative rotation between them, and the rest of the joining connectors being movable connectors configured to allow relative movement between the mold base and the mold bed in one or two directions and/or a rotation, generating a flexible joint between mold bed and mold base.

[0037] Siendo el lecho de molde de material compuesto se consigue un comportamiento térmico lo más parecido posible a la pieza, de forma que se reduzcan los problemas derivados de las dilataciones. Dicho material compuesto pueden ser fibras de carbono, fibra de vidrio u otras fibras de refuerzo, preferentemente en configuración de fibra continua. Se emplearán además preferentemente resinas termoestables capaces de soportar altas temperaturas, si bien otras opciones pueden ser implementadas.[0037] Since the mold bed is made of composite material, thermal behavior is achieved that is as close as possible to that of the part, thus reducing problems arising from expansion. This composite material can be carbon fibers, fiberglass, or other reinforcing fibers, preferably in a continuous fiber configuration. Thermoset resins capable of withstanding high temperatures will be used preferentially, although other options may be implemented.

[0039] Por otro lado, los conectores de unión permiten absorber las dilataciones térmicas diferentes debido a las variaciones de temperatura del lecho de molde en el que se fabrica la pieza, y la base de molde, sin generar de este modo deformaciones que afecten a la geometría o cargas estructurales de la pieza a fabricar. Preferentemente, los conectores de unión podrán situarse tanto dentro como fuera de la superficie de la pieza según las necesidades propias del molde y/o la geometría de la pieza a fabricar. Dichos conectores de unión permitirán la conexión entre la base del molde y el lecho de molde sin afectar a la estanqueidad necesaria para su funcionalidad como molde.[0039] On the other hand, the joining connectors allow for the absorption of different thermal expansions due to temperature variations between the mold bed where the part is manufactured and the mold base, without generating deformations that affect the geometry or structural loads of the part being manufactured. Preferably, the joining connectors can be located either inside or outside the surface of the part, depending on the specific needs of the mold and/or the geometry of the part being manufactured. These joining connectors will allow the connection between the mold base and the mold bed without affecting the sealing required for its functionality as a mold.

[0041] Además, al fabricarse el lecho de molde sobre la base de molde se consigue evitar la necesidad de modelos adicionales para la fabricación de dicho lecho.[0041] Furthermore, by manufacturing the mold bed on the mold base, the need for additional models for the manufacture of said bed is avoided.

[0043] Con la fabricación de la base de molde por fabricación aditiva, se consigue una producción más rápida de bases para la ejecución de las geometrías, y la posibilidad de generar geometrías más complejas de forma más eficiente. Preferentemente, la base de molde estará basada en resinas termoplásticas, entre las que se pueden encontrar PESU, PEI, PPE/PS, PPO, ABS, PA, PC, PC/PBT, PET, y PA, preferentemente reforzadas con fibra de carbono o fibra de vidrio en formato corto.[0043] Manufacturing the mold base using additive manufacturing allows for faster production of bases for creating geometries and the ability to generate more complex geometries more efficiently. Preferably, the mold base will be made of thermoplastic resins, including PESU, PEI, PPE/PS, PPO, ABS, PA, PC, PC/PBT, PET, and PA, preferably reinforced with short carbon or glass fiber strands.

[0045] Se contempla que el mecanizado de la base comprenda un desbastado, un afinado y procesos de estabilizado térmico para actuar como molde de fabricación de un lecho de molde. Este mecanizado deja la base de molde lista para actuar como modelo para la fabricación del lecho de molde.[0045] The machining of the base is expected to include roughing, finishing, and heat stabilization processes to prepare it to serve as a mold for manufacturing a mold bed. This machining leaves the mold base ready to act as a model for manufacturing the mold bed.

[0047] Preferentemente, posteriormente al mecanizado de la base de molde, se aplica un tratamiento superficial sobre la superficie mecanizada de la base de molde para facilitar el desmoldeo del lecho de molde tras su fabricación. Este tratamiento permite un acabado superficial de la pieza con mejores características.[0047] Preferably, after machining the mold base, a surface treatment is applied to the machined surface of the mold base to facilitate demolding of the mold bed after its manufacture. This treatment allows for a surface finish of the part with improved characteristics.

[0049] Según una característica de la invención, en la fabricación del lecho de molde se aplica el material compuesto mediante medios manuales o automáticos, y posteriormente se realiza un curado, previo a su retirada.[0049] According to a feature of the invention, in the manufacture of the mold bed the composite material is applied by manual or automatic means, and subsequently cured, prior to its removal.

[0051] De acuerdo con otra característica de la invención, el lecho de molde se fabrica con un sobredimensionado, y previamente a su retirada de la base de molde se realiza sobre la superficie de dicho lecho de molde un mecanizado superficial y un recanteo de la misma.[0051] According to another feature of the invention, the mold bed is manufactured with an oversized dimension, and prior to its removal from the mold base, a surface machining and a chamfering of the same is carried out on the surface of said mold bed.

[0053] Gracias a esta configuración, se dotará al lecho de molde de la geometría exterior y superficial necesaria para poder ser utilizada posteriormente como superficie de curado de las piezas para las cuales ha sido diseñado el molde.[0053] Thanks to this configuration, the mold bed will be given the external and surface geometry necessary to be used later as a curing surface for the parts for which the mold has been designed.

[0055] Según otra característica de la invención, en la base del molde se realizan mecanizados adicionales para la incorporación de juntas y tomas de vacío que permitan la correcta sujeción del lecho de molde sobre la base de molde. Esta configuración permite el posicionamiento y fijación flexible del lecho de molde de forma que se faciliten los procesos de mecanizado y recanteo indicados anteriormente, convirtiendo la base de molde en un útil de mecanizado.[0055] According to another feature of the invention, additional machining is performed on the mold base to incorporate gaskets and vacuum ports that allow for the correct clamping of the mold bed onto the mold base. This configuration allows for the flexible positioning and fixing of the mold bed, thus facilitating the machining and edge trimming processes described above, effectively turning the mold base into a machining tool.

[0057] Preferentemente, los conectores de unión están configurados para permitir un ajuste geométrico entre el lecho de molde y la base de molde. De esta manera se podrá realizar un ajuste en función de las tolerancias requeridas para cada pieza. Además, se obtienen beneficios adicionales en la fabricación como la posibilidad de compensar el retorno elástico (springback).[0057] Preferably, the joining connectors are configured to allow a geometric fit between the mold bed and the mold base. This allows for adjustments to be made according to the tolerances required for each part. Furthermore, additional manufacturing benefits are obtained, such as the ability to compensate for springback.

[0059] Adicionalmente, está previsto que se puedan realizar sucesivos mecanizados para adaptar el molde a los nuevos requerimientos tras su uso. De esta forma, se aumenta la versatilidad del molde sirviendo para fabricación de varias piezas, pudiendo ser dichas piezas con diferentes características.[0059] Additionally, it is planned that successive machining processes can be carried out to adapt the mold to new requirements after use. This increases the mold's versatility, allowing it to be used for manufacturing various parts, which can have different characteristics.

[0061] Finalmente, según otro aspecto, la invención también contempla un molde de fabricación de piezas en materiales compuestos, obtenible según un procedimiento de fabricación de acuerdo con las características anteriormente descritas, el cual comprende una base de molde realizada por fabricación aditiva, un lecho de molde fabricado en material compuesto, y dispuesto dicho lecho de molde sobre la base de molde con unos conectores de unión que permiten un movimiento relativo entre ambas partes componentes del molde para absorber las diferencias de dilatación térmica durante el procedimiento de molde de la pieza.[0061] Finally, according to another aspect, the invention also contemplates a mold for manufacturing parts in composite materials, obtainable according to a manufacturing process in accordance with the characteristics described above, which comprises a mold base made by additive manufacturing, a mold bed made of composite material, and said mold bed arranged on the mold base with joining connectors that allow relative movement between both component parts of the mold to absorb the differences in thermal expansion during the molding process of the part.

[0063] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS[0063] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0065] La figura 1 muestra una perspectiva explosionada del conjunto componente de un molde que se realiza según el procedimiento de fabricación objeto de la invención.[0065] Figure 1 shows an exploded perspective of the component assembly of a mold made according to the manufacturing process that is the subject of the invention.

[0067] La figura 2 es una perspectiva de la base de molde en bruto que se realiza por fabricación aditiva en el procedimiento de fabricación objeto de la invención.[0067] Figure 2 is a perspective view of the rough mold base being made by additive manufacturing in the manufacturing process that is the subject of the invention.

[0068] La figura 3 es una perspectiva que muestra el mecanizado que se realiza en el procedimiento de la invención para configurar la base de molde como modelo para fabricar el lecho de molde componente del molde de fabricación de piezas a obtener.[0068] Figure 3 is a perspective showing the machining performed in the procedure of the invention to configure the mold base as a model for manufacturing the mold bed component of the mold for manufacturing parts to be obtained.

[0070] La figura 4 es una perspectiva que muestra el lecho de molde sobre la base de molde una vez terminado.[0070] Figure 4 is a perspective view showing the mold bed on the mold base once completed.

[0072] La figura 5 es una perspectiva de la base de molde con un mecanizado para útil de mecanizado.[0072] Figure 5 is a perspective view of the mold base with a machining tool for machining.

[0074] La figura 6 es una perspectiva del lecho de molde con un mecanizado de alojamientos para los conectores de unión.[0074] Figure 6 is a perspective view of the mold bed with machined housings for the joining connectors.

[0076] La figura 7 es una perspectiva de la base de molde con un mecanizado de alojamientos para los conectores de unión.[0076] Figure 7 is a perspective view of the mold base with machined housings for the joining connectors.

[0078] La figura 8 es una perspectiva de la base de molde con los conectores de unión fijados en los alojamientos de dicha base de molde.[0078] Figure 8 is a perspective view of the mold base with the joining connectors fixed in the housings of said mold base.

[0080] La figura 9 es una perspectiva de la base de molde con el lecho de molde sobre la base de molde y con los conectores ya fijados.[0080] Figure 9 is a perspective view of the mold base with the mold bed on the mold base and with the connectors already attached.

[0082] La figura 10 es una vista de sección por el punto medio de los alojamientos del molde una vez finalizado el procedimiento de fabricación, con el lecho de molde conectado a la base de molde con los conectores de unión.[0082] Figure 10 is a cross-sectional view through the midpoint of the mold housings after the manufacturing process is completed, with the mold bed connected to the mold base with the joining connectors.

[0084] La figura 11 es una vista explosionada de un ejemplo de realización de un conector de unión móvil.[0084] Figure 11 is an exploded view of an example embodiment of a movable joint connector.

[0086] La figura 12 es una vista de sección del conector de unión móvil de la figura 11 una vez montado.[0086] Figure 12 is a cross-sectional view of the movable joint connector of Figure 11 once assembled.

[0087] REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN[0087] PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

[0088] El objeto de la invención se refiere a un procedimiento de fabricación de moldes para moldear piezas formadas de materiales compuestos, permitiendo la realización de dichos moldes de una manera eficiente con una composición multimaterial.[0088] The object of the invention relates to a method of manufacturing molds for molding parts formed from composite materials, allowing the efficient production of said molds with a multi-material composition.

[0090] El molde (1) multimaterial que se fabrica con este procedimiento de la invención comprende, como se observa en la figura 1, una base de molde (2), un lecho de molde (3) y unos conectores de unión (5, 6) con los que se fijan entre sí la base de molde (2) y el lecho de molde (3), determinando un conjunto que permite las dilataciones térmicas entre las partes componentes del molde (1) unidas, sin generar tensiones y donde la superficie de contacto con las piezas a moldear, configurada por el lecho de molde (3), puede ser de un comportamiento térmico próximo al de las piezas que se moldean, de manera que con los moldes así realizados se pueden fabricar piezas de materiales compuestos sin variaciones geométricas significativas respecto de las especificaciones previstas.[0090] The multi-material mold (1) manufactured using this method of the invention comprises, as shown in Figure 1, a mold base (2), a mold bed (3), and joining connectors (5, 6) with which the mold base (2) and the mold bed (3) are fixed together, determining an assembly that allows thermal expansion between the joined component parts of the mold (1) without generating stress, and where the contact surface with the parts to be molded, configured by the mold bed (3), can have a thermal behavior close to that of the parts being molded, so that with the molds thus made, parts of composite materials can be manufactured without significant geometric variations with respect to the planned specifications.

[0092] El procedimiento para fabricar dichos moldes comprende, en primer lugar, como se puede ver en la figura 2, la fabricación de la base de molde (2) mediante fabricación aditiva, para obtener dicha base de molde (2) según una pieza en bruto.[0092] The procedure for manufacturing said molds comprises, firstly, as can be seen in Figure 2, the manufacture of the mold base (2) by additive manufacturing, to obtain said mold base (2) according to a blank.

[0094] Después de obtener la pieza en bruto de la base de molde (2), se realiza en esa pieza un mecanizado de conformación de superficie de moldeo (2.1), por ejemplo, mediante desbastado, afinado y estabilizado térmico, para que la misma base de molde (2) sirva como modelo de fabricación del lecho de molde (3). Preferentemente, además, en la superficie de moldeo (2.1) mecanizada se aplican tratamientos superficiales, para facilitar el desmoldeo del lecho de molde (3) con un acabado superficial adecuado, como se puede ver en la figura 3.[0094] After obtaining the blank of the mold base (2), a surface shaping process (2.1) is performed on this blank, for example, by roughing, finishing, and heat stabilization, so that the same mold base (2) serves as a manufacturing model for the mold bed (3). Preferably, surface treatments are also applied to the machined mold surface (2.1) to facilitate the demolding of the mold bed (3) with a suitable surface finish, as shown in Figure 3.

[0096] Una vez realizada la base de molde (2) en la forma indicada, se procede a la fabricación del lecho de molde (3), preferentemente en material compuesto reforzado con fibra continua, de vidrio o carbono, y empleando resinas preferentemente termoestables como por ejemplo resinas epoxídicas, fenólicas, vinilesteres, bismaleimidas, u otros; pero también con la posibilidad de emplear resinas termoplásticas avanzadas como PEEK, PAEK, PEI, u otros. La fabricación del lecho de molde (3) se realiza mediante un moldeo del material sobre la superficie de moldeo (2.1) mecanizada de la base de molde (2), con un curado posterior, pudiendo utilizarse materiales preimpregnados o materiales en formato seco, requiriendo en el caso de materiales secos un proceso de inyección o infusión de resina previo al curado. Se obtiene entonces un lecho de molde (3) sobre la base de molde (2) como se puede ver en la figura 4.[0096] Once the mold base (2) has been made as indicated, the mold bed (3) is manufactured, preferably from a continuous fiber-reinforced composite material, made of glass or carbon fiber, and using preferably thermoset resins such as epoxy, phenolic, vinyl ester, bismaleimide, or other resins; but also with the possibility of using advanced thermoplastic resins such as PEEK, PAEK, PEI, or others. The mold bed (3) is manufactured by molding the material onto the machined molding surface (2.1) of the mold base (2), followed by curing. Pre-impregnated or dry materials can be used; in the case of dry materials, a resin injection or infusion process is required prior to curing. A mold bed (3) is then obtained on the mold base (2), as can be seen in Figure 4.

[0098] Después del curado del lecho de molde (3) moldeado, opcionalmente se puede retirar el lecho de molde (3) y realizar un mecanizado en la base de molde (2) para darle capacidades para su empleo como útil de mecanizado, como se puede ver en la figura 5. Así, en caso necesario se realizará un mecanizado superficial y un recanteo sobre la superficie de dicho lecho de molde (3) que dotará al lecho de molde de la geometría exterior y superficial necesaria para ser utilizado posteriormente como superficie de curado de las piezas a fabricar mediante el molde (1). Opcionalmente, se realizará en dicha base de molde (2) un mecanizado de ranuras para la distribución de vació, así como para la colocación de juntas de estanqueidad y tomas de vacío para facilitar el proceso de mecanizado y recanteo.[0098] After the mold bed (3) has cured, it can optionally be removed, and the mold base (2) can be machined to enable its use as a machining tool, as shown in Figure 5. If necessary, surface machining and chamfering will be performed on the surface of the mold bed (3) to give it the necessary external and surface geometry for subsequent use as a curing surface for the parts to be manufactured using the mold (1). Optionally, grooves for vacuum distribution, sealing gaskets, and vacuum ports will be machined into the mold base (2) to facilitate the machining and chamfering process.

[0100] De acuerdo con la figura 6, a continuación, se realizará en el lecho de molde (3) el mecanizado de unos alojamientos (4.2) necesarios para colocar los elementos de unión (5, 6) de montaje del molde (1), y tras la retirada del lecho de molde, tal y como se visualiza en la figura 7, se procederá con el mecanizado de los alojamientos (4.1) en la base de molde (2).[0100] According to figure 6, the following will be carried out in the mold bed (3) the machining of some housings (4.2) necessary to place the joining elements (5, 6) of assembly of the mold (1), and after the removal of the mold bed, as shown in figure 7, the machining of the housings (4.1) in the mold base (2) will proceed.

[0102] Como se puede ver en la figura 8, posteriormente se colocarán los conectores de unión (5, 6) en los alojamientos (4.1) de la base de molde (2).[0102] As can be seen in Figure 8, the joining connectors (5, 6) will subsequently be placed in the housings (4.1) of the mold base (2).

[0104] A continuación, se fijará el lecho de molde (3) con los conectores de unión (5, 6) a la base de molde (2) para formar el molde (1) como se puede ver en la figura 9.[0104] Next, the mold bed (3) will be attached with the joining connectors (5, 6) to the mold base (2) to form the mold (1) as shown in Figure 9.

[0106] Los conectores de unión para la fijación relativa entre el lecho de molde (3) y la base de molde (2), pueden ser conectores fijos (5) o móviles (6), en función de la configuración específica de la geometría de las piezas a fabricar con el molde (1), pudiendo permitir dichos conectores de unión un ajuste geométrico de las partes componentes del molde (1), para obtener beneficios adicionales en la utilización del molde, como la compensación del retorno elástico. Dentro de los conectores móviles (6), en función de la geometría de pieza se emplearán conectores que permitan el desplazamiento en una o varias direcciones, permitiendo tanto en el caso de conectores fijos (5) como conectores móviles (6) el giro relativo.[0106] The connecting connectors for relative fixation between the mold bed (3) and the mold base (2) can be fixed (5) or movable (6), depending on the specific configuration of the geometry of the parts to be manufactured with the mold (1). These connecting connectors may allow for geometric adjustment of the mold's component parts (1) to obtain additional benefits in mold use, such as compensating for springback. Among the movable connectors (6), depending on the part geometry, connectors will be used that allow movement in one or more directions, permitting relative rotation in both the case of fixed (5) and movable (6) connectors.

[0108] Los conectores de unión (5, 6) pueden ser fijos como es el caso del conector fijo (5) mostrado en las figuras 8 y 9 de forma que en ese punto se fijan la base de molde (2) y el lecho de molde (3) sin posibilidad de desplazamiento relativo entre ambos, pero sí de rotación, o pueden ser conectores móviles (6), con capacidad de deslizamiento y/o rotación en una o varias direcciones. En el ejemplo práctico mostrado en las figuras, el conector móvil (6) tiene la configuración mostrada en más detalle en las figuras 11 y 12, teniendo dicho conector móvil (6) un canal de desplazamiento (6.1) en forma de coliso, que determina una disposición flexible que permite absorber dilataciones térmicas diferentes del lecho de molde (2) y la base de molde (1) en dicha dirección, sin que se generen deformaciones que afecten a la geometría estructural entre ambas partes (2, 3).[0108] The joining connectors (5, 6) can be fixed, as is the case with the fixed connector (5) shown in Figures 8 and 9, where the mold base (2) and the mold bed (3) are fixed at that point without the possibility of relative displacement between them, but with rotation allowed. Or, they can be movable connectors (6), with the capacity to slide and/or rotate in one or more directions. In the practical example shown in the figures, the movable connector (6) has the configuration shown in more detail in Figures 11 and 12. This movable connector (6) has a slot-shaped displacement channel (6.1), which determines a flexible arrangement that allows it to absorb different thermal expansions of the mold bed (2) and the mold base (1) in that direction, without generating deformations that affect the structural geometry between the two parts (2, 3).

[0110] En el caso mostrado, la fijación de los elementos de unión (5, 6) se realiza sobre la base de molde (2) para completar la fijación con el lecho de molde (3), sin embargo, se contempla que pueda ser realizado de forma contraria fijando los elementos de unión (5, 6) al lecho de molde (3) en función de los requerimientos de la pieza a fabricar. En la figura 10 de sección del molde (1) se puede ver la disposición relativa entre el lecho de molde (3) y la base de molde (2).[0110] In the case shown, the fastening of the connecting elements (5, 6) is carried out on the mold base (2) to complete the fastening with the mold bed (3). However, it is contemplated that it can be done in reverse, fixing the connecting elements (5, 6) to the mold bed (3) depending on the requirements of the part to be manufactured. Figure 10, section view of the mold (1), shows the relative arrangement between the mold bed (3) and the mold base (2).

[0112] El ejemplo mostrado en las figuras es un ejemplo de realización práctica sin embargo resultará evidente para los expertos en la materia que no es un ejemplo limitativo y podrá tener diferentes configuraciones siempre que no afecte a la extensión definida por las reivindicaciones.[0112] The example shown in the figures is an example of a practical embodiment; however, it will be evident to those skilled in the art that it is not a limiting example and may have different configurations as long as it does not affect the extent defined by the claims.

Claims

1. CLAIMS

1.- Mold manufacturing procedure (1) for composite material parts, comprising the following steps:

- manufacturing a mold base (2) by additive manufacturing with a molding surface (2.1) with the geometry of the part to be manufactured,

- machining of the molding surface (2.1) of the mold base (2),

- manufacturing, on the machined molding surface (2.1), of a mold bed (3) by laminating in composite material,

- machining in the mold bed (3) of some housings (4.2),

- removal of the mold bed (3) from the mold base (2), and machining in said mold base (2) of some housings (4.1),

- incorporation of the mold bed (3) by fixing, in the housings (4.1) of the mold base (2) or in the housings (4.2) of the mold bed, some joining connectors between mold base (2) and mold bed (3), at least one of the joining connectors being a fixed connector (5) configured for connecting the mold base (2) and the mold bed (3) without the possibility of displacement between them but with rotation, and the rest of the joining connectors being movable connectors (6) configured to allow relative movement between the mold base (2) and the mold bed (3) in one or two directions and/or a rotation, generating a sliding joint between mold bed (3) and mold base (2).

2.- Mold manufacturing process (1) according to claim 1, wherein surface treatments are applied to the machined surface (2.1) on the mold base (2) to facilitate demolding of the mold bed (3).

3.- Mold manufacturing procedure (1) according to any one of the preceding claims, wherein in the manufacture of the mold bed (3) the composite material is applied by manual or automatic means, and subsequently cured, prior to its removal.

4.- Mold manufacturing procedure (1) according to any one of the preceding claims, wherein the mold bed (3) is manufactured with an oversize, and prior to its removal from the mold base (2) a surface machining and a edging are carried out on the surface of said mold bed (3).

5.- Mold manufacturing procedure (1) according to the previous claim, wherein the mold base (2) is machined to incorporate gaskets and vacuum ports that allow the correct clamping of the mold bed (3) on the mold base (2) during the surface machining and edging process.

6.- Mold manufacturing method (1) according to any one of the preceding claims, wherein the joining connectors (5, 6) are configured to allow a geometric adjustment between the mold bed (3) and the mold base (2) under different levels of thermal expansion between them.

7.- Mold manufacturing procedure (1) according to any one of the preceding claims, wherein successive machining operations are performed to adapt the mold to the new requirements after its use.

8.- Mold (1) for manufacturing parts in composite materials obtainable according to a manufacturing process according to any one of the preceding claims, comprising a mold base (2) made by additive manufacturing, a mold bed (3) made of composite material, and said mold bed (3) arranged on the mold base (2) with joining connectors (5, 6) that allow relative movement between both component parts of the mold (1) to absorb differences in thermal expansion during the molding process of the part.