CURADO USADA EN EL MISMO

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método de fabricación de larguerillos con forma de "T" para estructuras de construcción de aeronaves que reducen el tiempo, el trabajo y las dificultades de ensamblado, especialmente cuando los larguerillos se ensamblan con otra pieza .

El objeto principal de la presente invención es minimizar un efecto conocido como el "efecto de sombrero Mexicano", experimentado por los larguerillos con forma de "T". Esto significa minimizar el hecho de que el espesor del larguerillo se hace menor que el espesor nominal en el extremo del alma del larguerillo y mayor que el espesor nominal en extremo del pie del larguerillo.

Por tanto, un objeto adicional de la invención es evitar el uso de suplementos sólidos cuando se tiene que ensamblar otra pieza sobre el pie del larguerillo.

Otro objeto de la presente invención es ahorrar dinero y tiempo cuando se fabrican los larguerillos con forma de "T" .

Un objeto adicional de la presente invención es describir una herramienta de curado usado para solucionar el efecto mencionado anteriormente.

Otro objeto de la invención es reducir el uso de retenedores usados en la herramienta de curado cuando se fabrican los larguerillos con forma de "T".

Otro objeto de la presente invención es describir una herramienta de curado más ligera que aquellas proporcionadas por las invenciones del estado de la técnica . CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está dentro del campo de la industria aeronáutica y se refiere a larguerillos para aviones. Más particularmente, se refiere a larguerillos compuestos con forma de "T" y a los métodos de fabricación de los mismos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la construcción de aviones, un larguerillo o larguero de fuselaje o rigidizador es una tira fina elaborada de fibra de carbono. Diversas tiras se co-encolan sobre una superficie curada a fin de construir una parte del avión (por ejemplo, alas, HTP, etc.).

Un tipo muy común de larguerillos es aquel de sección transversal con forma de "T" definiendo un alma del larguerillo y un pie de larguerillo.

Normalmente un método de fabricación de un larguerillo con forma de "T" para un avión comprende una primera etapa de conformar en caliente los laminados a fin de conseguir geometría de semi-larguerillos de sección transversal con forma de "L" y una segunda etapa de colocar juntos los dos semi-larguerillos conformados en caliente para conseguir un larguerillo con forma de "T". Después, el larguerillo con forma de "T" se coencola sobre una superficie curada con una línea adhesiva entre ellos.

También es bastante conocido en la industria aeronáutica que tal método comprende una tercera etapa, siendo un ciclo de curado, en el que las herramientas de curado, preferiblemente angulares de aleación de invar de aproximadamente 90°, se colocan siguiendo el contorno del larguerillo con forma de "T" conformado en caliente dentro de una bolsa de vacío durante el ciclo de curado. Debe observarse que los angulares invar tienen una abertura de 90° cuando la superficie sobre la que los larguerillos se coencolan es una superficie plana. Pero, cuando la superficie es curva, entonces el ángulo entre el pie y el alma de un larguerillo varia ligeramente, haciendo de esta manera que la abertura del angular del invar sea distinta de 90°.

Estos larguerillos con forma de "T", que se forman según los métodos de fabricación tradicionales en los que los larguerillos no curados se unen conjuntamente sobre superficies curadas con la herramienta de curado del larguerillo dentro de la bolsa de vacio, sufren el inconveniente de "efecto de sombrero Mexicano" que es el hecho de que el espesor de los larguerillos se hace:

menor que el espesor nominal en el extremo del alma del larguerillo, y

mayor que el espesor nominal en los extremos de los pies del larguerillo.

Una solución con la que se minimiza el inconveniente del "efecto de sombrero Mexicano" explicado anteriormente es cortar los angulares de aleación de invar en un área del radio eliminando la parte de los angulares de aleación de invar que cubren los pies del larguerillo.

Una desventaja de esta solución es que cuando se coloca directamente la bolsa de vacio haciendo contacto con el larguerillo no curado para el ciclo de curado, se obtiene una superficie de mala calidad en el pie del larguerillo.

Otra desventaja es que incluso si se evita el "efecto de sombrero Mexicano" en el pie del larguerillo, este "efecto de sombrero Mexicano" se seguirá produciendo en el alma del larguerillo.

Los angulares de aleación invar conocidos a partir del estado de la técnica, usados durante el ciclo de curado tienen en sus partes superiores una ranura en la que se coloca un perfil hecho normalmente de silicona. Este perfil retenedor sirve para detener el flujo de resina durante el ciclo de curado. Una desventaja de los retenedores empleados tradicionalmente es que tienen que colocarse para cada ciclo de curado y no pueden reutilizarse .

Otra desventaja de estos retenedores conocidos a partir del estado de la técnica es que es más complicado fabricar los angulares de aleación de invar con la ranura en su parte superior para colocar el perfil de silicona y es más costoso debido a que se necesita más material.

Por lo tanto, era deseable encontrar un método de fabricación de larguerillos con forma de "T" con el que se minimizara el inconveniente del "efecto de sombrero

Mexicano" explicado anteriormente no sólo en el pie del larguerillo sino también en el alma del larguerillo y con el que se obtiene una buena calidad superficial en el larguerillo.

También era deseable encontrar un método de fabricación de larguerillos con el que fuera posible usar angulares de aleación de invar durante el ciclo de curado sin usar los perfiles retenedores necesarios para detener el flujo de la resina no curada a través de la parte superior de los angulares de aleación de invar.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se diseña para solucionar los inconvenientes mencionados anteriormente de larguerillos con forma de "T".

A lo largo de toda la presente invención la expresión "invar", también conocida generalmente como FeNi36 (64FeNi en los Estados Unidos), es una aleación de níquel (36%) y acero ( 64%) , destacada por su bajo coeficiente de expansión térmica (CTE) , único. El nombre "invar" se deriva de la palabra invariable, que hace referencia a su falta de expansión o contracción a raíz de los cambios térmicos.

Por tanto, la aleación de invar presenta una extremadamente baja expansión alrededor de temperaturas ambientales, haciéndola particularmente útil en aplicaciones en las que se requiere mínima expansión térmica y alta estabilidad dimensional, tales como, en instrumentos de precisión similares a dispositivos optoelectrónicos , ópticos, bancos de láser, electrónicos y otros tipos de instrumentos científicos. También es de gran aplicabilidad en la fabricación de herramientas para curar materiales compuestos. La expresión "materiales compuestos" incluye diversos materiales basados en polímeros y no poliméricos, no homogéneos, referidos comúnmente como "materiales compuestos reforzados", "materiales compuestos de fibra de carbono" u otros términos adicionales conocidos del estado de la técnica.

Por tanto, la presente invención describe un método de fabricación de larguerillos con forma de "T" para un avión que tienen un alma del larguerillo y un pie del larguerillo y comprendiendo el método:

una primera etapa de conformado en caliente un laminado de fibra de carbono a fin de conseguir una geometría de semi-larguerillos de sección transversal con forma de "L",

una segunda etapa de colocar juntos los dos semi- larguerillos con forma de "L" conformados en caliente a fin de formar un larguerillo con forma de "T",

- una tercera etapa de coencolar el larguerillo con forma de "T" resultante sobre una superficie curada con una línea adhesiva entre el larguerillo y la superficie curada, Y

una cuarta etapa de coencolado del larguerillo con forma de "T" obtenido dentro de una bolsa de vacío usando angulares de aleación de invar como herramientas de curado.

Los ángulos de aleación de invar tradicionales usados durante el ciclo de curado tienen en sus partes superiores una ranura en la que se coloca el perfil retenedor hecho normalmente de silicona. Este perfil que retenedor sirve para detener el flujo de resina durante el ciclo de curado y tiene que colocarse un retenedor nuevo para cada espécimen fabricado.

El método de la presente invención se caracteriza porque para llevar a cabo la cuarta etapa, los angulares de aleación de invar se han fabricado sin ninguna ranura en la parte superior para el perfil retenedor.

En una realización preferida de la invención, los angulares de aleación invar tienen una distancia desde el extremo del alma del larguerillo hasta el extremo de la parte superior de los angulares de aleación de invar entre 2 mm y 4 mm. No se recomienda más distancia debido a que, la distancia hasta la película separadora, que detiene el flujo de resina en lugar del perfil retenedor, se incrementa demasiado.

En una realización preferida de la invención, después de colocar los angulares de aleación de invar sobre el larguerillo en "T" no curado, para llevar a cabo la cuarta etapa :

- se coloca una primera capa siguiendo el contorno de los angulares de aleación invar, siendo la primera capa una película separadora,

- se coloca una segunda capa siguiendo el contorno de la película separadora, siendo la segunda capa un tejido aireador, y

- se coloca una tercera capa siguiendo el contorno del tejido aireador, siendo la tercera capa una película para la bolsa de vacío.

Con la nueva geometría propuesta por la presente invención para los angulares de aleación de invar, es más fácil fabricar dichos angulares debido a que no existe la necesidad de hacer una ranura en la parte superior y es más barato puesto que se necesita menos material de invar.

Otra ventaja de la presente invención es que no es necesario colocar un perfil retenedor hecho normalmente de silicona para cada ciclo de curado, de manera que la operación de colocar los angulares es más fácil, más rápida y más económica.

Otra ventaja de la presente invención es que los angulares de invar son más ligeros que aquellos conocidos a partir de la técnica anterior de manera que es más fácil trabajar con los mismos.

Debido al aligeramiento de los angulares de invar, la presión en el alma del larguerillo durante el ciclo de curado es similar a la presión que sufre el pie del larguerillo. El resultado es que se reduce la tendencia de los angulares a girar, que causa el "efecto de sombrero Mexicano" .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La presente invención se entenderá totalmente en base a la siguiente descripción detallada de las realizaciones de la presente invención y a los dibujos acompañantes que se presentan solamente como un ejemplo y que, por lo tanto, no restringen la presente invención y en los que:

La Figura la muestra la geometría teórica de un larguerillo curado.

La Figura Ib muestra una larguerillo curado con el

"efecto de sombrero Mexicano".

La Figura 2 muestra un larguerillo con forma de "T" que está siendo curado sobre una superficie curada usando angulares de invar tradicionales.

La Figura 3a muestra la parte superior de un angular de invar tradicional.

La Figura 3b muestra la parte superior del angular de aleación de invar de la invención.

La Figura 4 muestra las diferentes películas colocadas sobre los angulares de invar para el ciclo de curado.

Referencias :

1: larguerillo con forma de "T"

2: alma del larguerillo 3: pie del larguerillo

4 : superficie curada

5: linea adhesiva

6: angular de aleación de invar

7 : perfil fabricado normalmente con de silicona

8 : ranura

9: película separadora

10 : tejido aireador

11 : bolsa de vacío

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA

La siguiente descripción se proporciona sólo para el beneficio del lector, y no tiene por objeto limitar de ninguna forma la invención según se expone en las reivindicaciones .

La Figura la muestra la geometría teórica de un larguerillo curado y la Figura Ib muestra un larguerillo curado que sufre del "efecto de sombrero Mexicano". Como puede observarse a partir de la Figura Ib, debido al "efecto de sombrero Mexicano" el espesor de larguerillo se hace:

menor que el espesor nominal en el extremo del alma del larguerillo (2),

mayor que el espesor nominal en los extremos de los pies del larguerillo (3) .

En la Figura 2 se muestra un larguerillo (1) con forma de "T" tradicional coencolado sobre una superficie curada (4) con una línea adhesiva (5) entre el larguerillo (1) y la superficie curada (4) . Además, los angulares de invar (6) se colocan siguiendo contorno del larguerillo (1) con forma de "T" conformado en caliente.

En esta Figura 2 se puede apreciar una ranura (8) en la parte superior del angular de aleación de invar (6) . Un perfil retenedor (7), hecho preferentemente de silicona, se coloca en la ranura (8) en cada ciclo de curado y este perfil de silicona no puede reutilizarse .

En la Figura 3a se muestra un detalle de la parte superior de un angular de aleación de invar (6) tradicional usado como una herramienta de curado. En dicha parte superior está situada la ranura (8) para el perfil retenedor ( 7 ) .

La presente invención describe un método de fabricación de larguerillos (1) con forma de "T" para una aeronave que tiene un alma del larguerillo (2) y un pie del larguerillo (3), comprendiendo el método:

una primera etapa de conformar en caliente un laminado de fibra de carbono a fin de conseguir una geometría de semi-larguerillos de sección transversal con forma de "L", - una segunda etapa de colocar juntos los dos semi- larguerillos con forma de "L" conformados en caliente a fin de formar un larguerillo (1) con forma de "T",

una tercera etapa de coencolar el larguerillo con forma de "T" obtenido sobre una superficie curada (4) con una línea adhesiva (5) entre el larguerillo y la superficie curada a fin de obtener la estructura final, y

una cuarta etapa de curar el larguerillo (1) con forma de "T" obtenido dentro de una bolsa de vacío usando ángulos de aleación de invar (6) como herramientas de curado con la característica de que los angulares de invar han sido fabricados sin ninguna ranura (8) en la parte superior para el perfil retenedor hecho con silicona (7) .

Por tanto, la Figura 3b muestra un detalle de la parte superior de un angular de aleación de invar (6) objeto de la invención en el que el angular de aleación de invar (6) se ha fabricado sin ninguna ranura (8) en la parte superior para el perfil retenedor (7) .

En una realización preferida de la invención, la distancia entre el extremo del alma del larguerillo (2) y el extremo superior del angular de aleación de invar (6) es 2 mm.

En la Figura 4 se muestran las diferentes capas colocadas sobre el angular de aleación de invar (6) para llevar a cabo la cuarta etapa del método de la presente invención. Como puede observarse a partir de la figura,

se coloca una primera capa siguiendo el contorno del ángulo de aleación de invar, siendo la primera capa una película separadora (9),

se coloca una segunda capa siguiendo el contorno de la película de separación, siendo la segunda capa un tejido aireador (10), y

se coloca una tercera capa siguiendo el contorno del tejido aireador, siendo la tercera capa una película de bolsa de vacío (11) .

No es necesario usar retenedores adicionales en la parte superior de los angulares, como el retenedor (7) descrito en el estado de la técnica, puesto que la película separadora actúa como un retenedor.