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MXPA04000951A - Metodo para insertar fibras de refuerzo del eje z en un producto laminado compuesto. - Google Patents

Metodo para insertar fibras de refuerzo del eje z en un producto laminado compuesto.

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MXPA04000951A
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MX
Mexico
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axis
fibers
fiber
layer
bundle
Prior art date
Application number
MXPA04000951A
Other languages
English (en)
Inventor
M Hook James
Original Assignee
Ebert Composites Corp
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Publication date
Application filed by Ebert Composites Corp filed Critical Ebert Composites Corp
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Abstract

Un metodo para insertar fibras (7) de refuerzo del eje z en un producto laminado (30) compuesto de varias capas. Las capas de material constituidas de fibra del eje z y fibras del eje de la y se transportan automaticamente en una maquina (73) de deposito de fibras del eje z que tiene un alojamiento con superficie superior e inferior. Se forman aberturas del eje z en las superficies superior e inferior, respectivas. Una varilla solida alargada (35) que tiene una punta frontal ahusada se alinea en proximidad cercana a la abertura en la superficie del fondo. La varilla se gira primero por un motor (50) y luego se acciona hacia arriba completamente a traves del espesor de la capa de material del eje x-y por un accionador (61). Un primer tubo hueco (16) que tiene un eje z se alinea axialmente con la abertura en la superficie superior y un fajo (7) de fibras se rosca hacia abajo a traves de un primer tubo hueco (16) a una posicion adyacente a su extremo frontal. La maquina (73) de deposito' de fibras del eje z tiene una estructura para alimentar un tramo predeterminado del fajo (7) de fibra hacia abajo a traves del primer tubo hueco (16) de modo que F la ruta en el material del eje x-y formados por la varilla (35) que ahora se retira hacia abajo a traves de la abertura en la pared del fondo. La fibra del eje z de esta manera se deposita en el material del eje x-y. El extremo superior de la fibra del eje z entonces se corta, el material del eje x-y entonces se hace avanzar a una distancia predeterminada para terminar el ciclo y de esta manera se establece una repeticion.

Description

MÉTODO PARA INSERTAR FIBRAS DE REFUERZO DEL EJE Z EN UN PRODUCTO LAMINADO COMPUESTO Antecedentes de la Invención La invención se refiere a un método para producir un material compuesto, y de manera más específica, a un proceso para incorporar refuerzo de fibras del eje z en un material compuesto con ejes x-y. Los materiales compuestos tradicionales están constituidos de material de matriz de resina y una cantidad de fibras en dos dimensiones, continuas en las direcciones de los ejes x-y, pero laminadas en' capas para producir un espesor de material. La construcción del material compuesto, en donde un material de fibra tal como fibra de vidrio, fibra de carbono, fibra de poliamida aromática, se combina con un material de matriz, tal como resinas termoplásticas o termoendurecidas, es un ejemplo de una estructura bi-dimensional , tradicional . La estructura resultante se produce de la "estratificación" del material bi -dimensional v (conocido como capas) . Debido a que la matriz es más débil en resistencia que la fibra (en muchos casos por al menos un orden de magnitud) , el mecanismo de falla de estos productos compuestos cuando se prueban cargados hacia su última resistencia, es de un fraccionamiento u ondulación o separación del material de matriz. Cuando esto se presenta, se conoce que el producto compuesto se ha deslaminado, o se han separado las capas del material de fibra. Se han hecho intentos para enlazar o amarrar múltiples capas de materiales compuestos, bi-dimensionales con untamente con fibras en la dirección del eje z que une conjuntamente a todas las capas. Al hacer esto, se puede retrasar o eliminar la deslaminación . Se han usado algunas técnicas incluyendo trenzado 3-D, tejedura 3-D y fijación en el eje z. Todos estos métodos tienen deficiencias, desventajas y son costosos y de labor intensa. La patente de los Estados Unidos No. 5,589,015 de Fusco et al, se refiere a un método y sistema para insertar espigas de refuerzo en una estructura compuesta. Se aplica energía de ultrasonido a las espigas y se aplica presión de forma simultánea para insertar las espigas en la estructura compuesta para unir dos productos laminados o para reforzar una estructura compuesta individual . La patente de los Estados Unidos No. 5,935,680 de Childress se refiere a una estructura de intercalación de espigas del eje z, entrecruzada que utiliza una pluralidad de espigas del eje z que se extienden "a través del núcleo y en cada una de las hojas de superficie. Las espigas se arreglan en una configuración entrecruzada fuera de lo normal para proporcionar resistencia al fraccionamiento alrededor de sujetadores para conectar la estructura compuesta a otros elementos estructurales en aplicaciones aeroespaciales . La patente de los Estados Unidos No. 4,808,461 de Boyce et' al, describe una estructura de refuerzo trans-laminar que utiliza elementos de refuerzo del eje z y el método para impulsar estos elementos de refuerzo en la " estructura compuesta conforme se somete a una temperatura elevada y se descompone . La patente de los Estados Unidos No. 5,789,061 de Campbell et al, describe un montaje reforzado rigidizador y su método de fabricación. La patente de los Estados Unidos No. 5,667,859 de Boyce et al, también describe el uso de partes compuestas de unión al incluir elementos de refuerzo que pasan a través del espesor de dos adherentes compuestos que se van a unir. La patente de los Estados Unidos No. 5,827,383 de Campbell et al, también describe un montaje de refuerzo rigidizador y su método de fabricación. Otras patentes que enseñan el uso de miembros de filamentos que se encapsulan dentro de un núcleo de espuma y que se extienden entre las hojas opuestas de superficie para formar una estructura compuesta combinada son la patente de los Estados Unidos No. 5,624,622 de Boyce et al, y la patente de los Estados Unidos No. 5,741,574 de Boyce et al. La patente de los Estados Unidos No. 5,186,776 de Boyce et al, enseña una técnica para el refuerzo translaminar y el método incluye calentamiento y ablandamiento de los productos laminados compuestos por energía ultrasónica y luego la inserción en el mismo de fibras de refuerzo. Es un objeto de la invención proporcionar un nuevo método para insertar una fibra de refuerzo inestable en un producto laminado compuesto para el refuerzo del eje z. También es un objeto de la invención proporcionar nueva maquinaria para insertar una fibra de refuerzo del eje z, inestable, en un producto laminado compuesto. Es otro objeto de la invención proporcionar un nuevo tipo de material compuesto con refuerzo de fibras del eje z, sustancial. Es un objeto adicional de la invención proporcionar un nuevo método para producir cantidades de capa de una estructura de intercalación de material de barra, hoja y producto compuesto 3-D de una manera automatizada y continúa.
Breve Descripción de la Invención El método para insertar una fibra de refuerzo inestable en un producto laminado compuesto por el refuerzo del eje z del producto laminado requiere un material de depósito de fibras del eje z. Las placas laterales de la cámara formadas entre las placas superior y del fondo en la cual se alimenta el material del eje x-y. Las placas laterales de la cámara restringen los bordes del material del eje x-y. Habrá múltiples máquinas de depósito de fibra del eje z lateralmente separadas de modo que se pueden depositar múltiples fibras del eje z en el material del eje x-y al mismo tiempo. Cada una tendrá su propia abertura respectiva en la placa superior y la placa del fondo y estas se alinearán. Por abajo de cada abertura en la placa del fondo está una varilla sólida alargada que tiene una punta frontal ahusada. Esta varilla se conoce como la "sonda de depósito de ruta" (PDP) . La PDP se gira por un motor y entonces se acciona hacia arriba a través de la abertura en la placa del fondo, el material del eje x-y; y la abertura en la placa superior. Montado por arriba de cada abertura en la placa superior está un tubo hueco móvil cuya posición inicial tiene su extremo del fondo ligeramente insertado en la abertura en la placa superior. Fajos de fibra del eje z están contenidos en rollos estacionarios y están libres para ser retirados de los rollos de forma continua. El extremo frontal de cada fajo de fibras del eje ·? se rosca hacia abajo a través de uno de los tubos huecos móviles a una posición adyacente a su extremo del fondo . Habrá una estructura para re-suministrar un tramo predeterminado del fajo de fibras del eje z a cada tubo hueco móvil conforme se necesite un nuevo tramo. Después de que se ha accionado hacia arriba la PDP a su posición más superior, entonces se retrae hacia abajo a su posición inicial y simult neamente, el tubo hueco móvil viajará hacia abajo a través del hueco creado en el material del eje z-y. En tanto que esto está ocurriendo, la punta de la PDP permanecerá insertada en el extremo del fondo del tubo hueco móvil para asegurar una entrada suave del tubo hueco a través de la abertura en el material del eje x-y creado por la PDP. Cada unidad de depósito de fibras del eje z tiene un mecanismo para prevenir el retiro de la fibra del eje z del material del eje x-y cuando el tubo hueco móvil se retira hacia arriba. Una vez que se ha levantado el tubo hueco móvil a su posición superior, el extremo superior de las fibras del eje z que se ha insertado en el material del eje x se corta. Esto terminará un ciclo completo. De manera simultánea, a través del ancho del alojamiento, cada una de las otras unidades de depósito de fibra del eje z habrá terminado su ciclo. Luego, el material del eje z-y se adelanta para proporcionar una nueva posición para las fibras del eje z que se van a depositar. De manera alternativa, el método proporcionará una estructura para retrasar el alojamiento en lugar de adelantar el material compuesto del eje x-y. Después de que el material del eje x-y tiene las fibras del eje z depositadas en el mismo, viaja hacia delante a un dado de extrusión por estirado. Aquí, el dado calentado cura el material compuesto de las capas y sale de los dados como un material compuesto curado de fibras 3-D. El material se extrae del dado de forma "continua por los bordes de sujeción alternos de múltiples sujetadores que se unen a cilindros hidráulicos de control- de movimiento.
Descripción de los Dibujos La Figura 1 es una vista en elevación lateral esquemática de una unidad de depósito de fibras del eje z; La Figura 2 es una vista en elevación lateral esquemática de unidades de depósito de fibras del eje z integradas con el proceso de extrusión por estirado; La Figura 3 es una vista en elevación lateral esquemática de una primera modalidad alternativa de la unidad de depósito de fibras del eje z; La Figura 4 es una vista en sección transversal, parcial, esquemática que ilustra una estructura de intercalación que tiene un núcleo cubierto en su superficie superior y del fondo con respectivas capas formadas de un material de fibra del eje x-y. La Figura 5 es una vista en sección transversal, -esquemática, agrandada tomada a lo largo de las lineas 5-5 de la Figura 4 ; y La Figura 6 es una vista en sección transversal, esquemática, agrandada tomada a lo largo de las líneas 6-6 de la Figura 5.
Descripción de la Modalidad Preferida El método para insertar fibras de refuerzo del eje z en un producto laminado compuesto ahora se describirá con referencia a las Figuras 1-6 y los dibujos. La Figura 1 muestra una vista en elevación esquemática del nuevo proceso de depósito de fibras del eje z y la maquinaria asociada. El elemento clave de sólo una unidad de depósito de fibras del eje z se ilustra en esta Figura. Después de una descripción de la Figura 1, se analizará una descripción extendida, más detallada de múltiples componentes de depósito de fibras del eje z. En la Figura 1, la sección transversal de un material típico del eje x-y se identifica por el número 30. El material 30 es un producto laminado que viaja de forma continua de material del eje x-y. La dirección de la extrusión por estirado y el procesamiento continuo se define como que está en la dirección del eje x y está en el papel. La dirección del eje y, es de izquierda a derecha, a lo largo del material tridimensional 30. La dirección del eje z, es de arriba hacia abajo, a través del material 3-D 30. Sólo se muestran unas pocas capas, o "pliegues" del material 30 del eje x-y, aunque claramente, se pudieran mostrar múltiples capas. Una capa individual de material .30 está constituida de material del eje x-y de material del eje y, producido por otros procesos antes de la incorporación en el proceso de depósito de fibras del eje z. Este material del eje x-y podría ser fibra de vidrio tejida o fibra de vidrio cocida o una combinación de cada una, o puede ser una estera o tejido unidireccional, o puede ser otra fibra tal como de carbono o poliamida aromática. El material 30 está contenido en la dirección del eje z por una cámara en el alojamiento mostrado sólo por las placas 20 y 21 superior y del fondo, respectivamente. Las placas laterales del alojamiento, no mostradas, restringen los bordes del material 30. Puesto que existen múltiples puntos de depósito del eje z a lo largo del eje y; y puesto que la Figura 1 muestra sólo uno de estos puntos, no se muestran los bordes de la cámara en el alojamiento de contención y el material del eje x-y. Las placas 20 y 21 se pre-separan tal que un conjunto muy compacto de capas 30 se arrastra a través del alojamiento, comprimiendo el material 30 del eje x-y a su compresión direccional del eje z, casi final antes de recibir la fibra del eje z o entrar al dado de extrusión por estirado. El material 30 se puede impregnar con material de resina, y si es termoendurecible , se puede reducir de volumen antes de entrar a la cámara en el alojamiento de contención definido por las placas 20 y 21. Como se señala anteriormente, el material 30 también puede ser una estructura de intercalación, sin cambiar la operación · o proceso. Como se muestra en la Figura 1, el material 30 es una pila de capas del material de fibra del eje x-y, que, después del depósito de la fibra direccional del eje z, se procesará en el material de barra cuasi- isotrópico . Si el material 30, es de 2.54 cm (1 pulgada) de grueso (por ejemplo), puede haber 36 capas de material del eje x-y que constituyan en espesor de 2.54 cm (1 pulgada) . Será una cuestión simple de construcción sustituir las capas intermedias del material del eje x-y, un material 28 de núcleo, tal como plástico de espuma, material en forma de panal, o madera de balsa (ver Figuras 4-6) . Estos materiales de núcleo son de baja densidad y se usan en la. construcción de la estructura de intercalación. De esta manera, el material 30 tendrá seis capas de material del eje x-y en la parte superior, un material de núcleo de 1.91 cm (0.75 pulgadas) de espesor y seis capas de material del eje x-y en el fondo. El método de depósito de fibras del eje z descrito en la -presente será idéntico, ya sea que el material 30 sea un material de fibra 100 % del eje x-y o un material de intercalación que tenga un núcleo y parte superior 27 y material de "cubierta" 29 del fondo. Los elementos clave del mecanismo de depósito de fibras del eje z se muestran en la Figura 1, aunque no se muestran todos los detalles de cómo se soportan o accionan ciertos mecanismos. El primer paso del proceso hace que el material 30 sea extraído en la cámara en el alojamiento de contención entre las superficies 20 y 21 superior e inferior, respectivamente. El material 30 se detiene debido a que la maquinaria se mueve de manera, sincrónica a la velocidad de extrusión por estirado. Esto permite que la "sonda de depósito de ruta" (PDP) 35 se inserte a través del material 30. De manera alternativa, el material podría estarse moviendo de forma continua y el proceso de depósito podría ser corredizo y sincrónico con la velocidad de extrusión por estirado. La PDP 35 es una varilla sólida alargada que tiene una punta frontal ahusada, una porción de fuste, y un extremo trasero. La PDP 35 se gira primero por un motor 50 y luego se acciona hacia arriba por medio de un accionador 61. Entonces, el proceso comienza, en el cual se deposita un fajo de fibras, mostrado por la línea individual 7, en la pila de material 30 del eje x-y. Aunque el fajo de fibras se muestra como una línea individual, en realidad, puede ser un fajo de fibras de vidrio, de carbono u otras que contienen cientos o aun miles de filamentos continuos de fibra. Este proceso se referirá como el proceso de depósito de fibras del eje z. El fajo 7 de fibras del eje z está contenido en un rollo estacionario 5 que está libre para ser retirado de forma continúa del rollo 5. El fajo de fibra se alimenta' a través de un buje 10 guía y a través de dos tubos, uno de los cuales es el tubo 15 exterior estacionario y el otro un tubo móvil 16. El tubo exterior estacionario 15 y el tubo interior móvil 16 están concéntricos con tolerancias muy cerradas y ambos penetran en dos ubicaciones para aceptar una abrazadera 12A d6 fibra y una abrazadera 12B de fibras. La abrazadera 12A de fibras es por definición, estacionaria, puesto que penetra el tubo 15 exterior estacionario. La abrazadera 12B de fibra es por definición, móvil, " puesto que se debe mover con el movimiento del mecanismo en la dirección del eje z del tubo interior móvil 16, La abrazadera 12B de fibras móvil puede estar extendida, o no, cuando se está moviendo el tubo 16. El mecanismo de accionamiento de la abrazadera 12B es independiente del mecanismo de accionamiento por el tubo 16, ambos de los cuales se muestran en la Figura 1 por claridad. El propósito de las abrazaderas 12A y 12B de fibras es proporcionar sujeción positiva del fajo de fibras al interior de los tubos 15 y 16, respectivamente, en diferentes tiempos y para diferentes propósitos. Una vez que ha girado la PDP 35, se ha accionado en la dirección del eje z, y ha penetrado completamente la capá 30 de fibras del eje x-y, la PDP 35 no está tocando aun el tubo exterior móvil 16, pero ha pasado completamente a través del material 30. En este momento, la PDP 3"5 se detiene de girar. Como se menciona de forma previa, la rotación de la PDP 35 ayuda en la penetración del material 30 con un mínimo de esfuerzo y un mínimo de' daño de fibra en el material 30 del eje x-y. El próximo paso en el proceso es como sigue: la abrazadera 12A de fibra se libera y se sujeta a la abrazadera 12B de fibras. Al accionar la abrazadera 12B de fibras, en la ubicación sujetada, el fajo 7 de fibras se asegura a la pared interior del tubo móvil 16 y se permite que el fajo 7 de fibras se mueva con el tubo 16. Una vez que se ha asegurado la abrazadera 12B al fajo 7 de fibras para mover el tubo interior 16, un mecanismo (no mostrado) mueve el tubo interior 16 hacia abajo en la dirección del eje z hasta que el extremo del ondo del tubo 16 hace contacto con el exterior de la PDP 35 (que ha penetrado ya el material 30 del eje x-y) pero en este momento no está girando. Luego, el mecanismo que mueve el tubo interior 16, mueve el fajo 7 de fibras y la PDP 35 a través del material 30 completo del eje x-y. La PDP 35 ha creado una ruta para el tubo interior 16 que se va a insertar a través del material 30. Una cierta cantidad de fuerza de bajo accionamiento en la PDP 35 asegura que el tubo interior 16 esté en contacto Intimo con la PDP 35. Esta técnica asegura una entrada suave del tubo 16 y el fajo 7 de fibras sujetado, a través del material 30 del eje x-y. El fajo 7 de fibras se jala del carrete 5 por este proceso. Luego, la abrazadera 12B de fibras se libera en la posición no sujetada y la abrazadera 12B de fibras se acciona a una posición sujetada. De esta manera, la abrazadera 12A de fibras asegura el fajo 7 de fibras contra la pared interior del tubo estacionario 15. Esto asegura que el fajo 7 de fibras permanece estacionario y depositado en el material 30 del eje x-y. Después de esto, el tubo interior móvil 16 se retira del material 30 del eje x-y y se acciona hacia arriba en la dirección del eje z de regreso a la posición original mostrada en la Figura 1. Cuando se realiza este paso no se mueve el fajo 7 de fibras. El fajo 7 de fibras permanece como un fajo de fibras completamente depositado en la dirección del eje z. Luego, el fajo 7 de fibras se corta en la parte superior del material 30 del eje x-y por una placa 25 y 26 de corte. La parte estacionaria de la placa 26 de corte nunca se mueve. La porción móvil 25 se acciona por un accionador 60. Esto corta el fajo 7 de fibras, tal como un corte de tijeras, y permite que el fajo 7 de fibras, continuo al carrete 5, sea separado del fajo depositado de fibras del eje z. Esto permite una preparación para el segundo depósito de fibras del eje z. La preparación incluye el ajuste, del extremo del fajo 7 de fibras con relación al extremo de la placa interior móvil 16. Como se muestra en' la Figura 1, el extremo del fajo 7 de fibras se extrae ligeramente hacia arriba desde el extremo del fondo del tubo 16. Esto es necesario para permitir que el punto en la punta de la PDP 35 entre al tubo 16 como el próximo ciclo sin que la fibra se capture entre los puntos de contacto del tubo interior 16 y la PDP 35. Esto se logra como sigue: Una vez que la placa 25 de corte ha cortado la fibra del eje z depositada, del fajo 7 de fibras, el extremo del fajo 7 de fibras se extiende ligeramente por abajo del tubo interior 16. Luego, la abrazadera 12A de fibra se libera y la abrazadera 12B de fibra se acciona y sujeta. El tubo interior 16 se acciona adicionalmente hacia arriba en la dirección del eje z como se muestran en la Figura 1 hasta que el extremo del fajo 7 de fibras está en la misma posición relativa como aquella mostrada en la Figura 1. Luego, se acciona la abrazadera 12? y se sujeta y la abrazadera 12B se libera, no sujetada. Después de esto, el tubo interior 16 se mueve hacia abajo en la dirección del eje z a la posición mostrada en la Figura 1, de esta manera la posición relativa del extremo del tubo interior móvil 16 y el extremo del fajo 7 de fibras es como se muestra en la Figura 1. El ciclo ahora se ajusta para ser repetido. Toda la operación previamente descrita puede presentarse de forma rápida. Se instalan lado a lado varias unidades del dispositivo como se ilustra en la Figura 1. El movimiento de un alojamiento completo que contiene todos los dispositivos de la Figura 1, se presenta con el material 30 del eje x-y y las placas 25 y 26 que permanecen estacionarias. De esta manera, por ejemplo, en tanto que el material 30 se detiene, se puede depositar una fibra del eje z, adicional, entre las ubicaciones de las dos fibras del eje z depositadas en el primer ciclo. Un gran número de fajos de fibras del e e z en una fila, con el material 30 estacionario, se pueden depositar en realidad. Una vez que se termina una fila que se define como las fibras del eje z depositadas lineales en la dirección y, el material 30 se puede mover con relación a la maquinaria de la Figura 1 y se puede depositar una segunda fila de fibras del eje z. Esta nueva fila puede tener el mismo patrón o un patrón escalonado, conforme se requiera. Otro dispositivo en la Figura 1 que requiere mención es el muelle 40, localizado en la PDP 35 base y entre la PDP y el motor 50 tiene un propósito especial. Cuando el tubo interior 16 hace contacto con la PDP 35, y entonces empuja subsecuentemente a la PDP 35 hacia atrás a través de las capas del material 30 del eje x-y, puede presentarse un ensanchamiento en el extremo del tubo, si la fuerza relativa entre los dos excede un cierto valor. El-ensanchamiento del extremo 16 del tubo dará por resultado una falla del mecanismo. El muelle 40 impide esta fuerza diferencial en exceso, dando por resultado de esta manera que no se presente un ensanchamiento del extremo del tubo 16. La Figura 2 es una vista en elevación lateral esquemática de la maquinaria de depósito de fibras del eje z, integrada con el proceso de extrusión por estirado. Las capas 2-D del material 30 del eje x-y se almacenan en los rollos 70. Se jalan a través de un tanque 31 de resina donde el material 2D se impregna con resina. Entonces se jalan a través de bujes 72 de reducción de volumen donde, secuencialmente, las capas se apilan y cada buje 72 sucesivo, extrae progresivamente un poco más de resina fuera de la pila del material 30 del eje x-y conforme progresa hacia la máquina 73 de depósito de fibras del eje z. Una vez a través de la máquina 73, la fibra 3-D ahora identificada con el número 31, puesto que tiene fibras del eje z depositada en la misma, prosigue al dado 74 de extrusión por estirado. Aquí, un dado caliente cura el material compuesto conforme pasa, y sale del dado como el material 32 compuestos de fibras 3D. El material se jala del dado continuamente por la acción de sujeción alterna de dos sujetadores 75 que se unen al cilindro 76 hidráulicos de control de movimiento. Los cilindros 76 son cilindros tipo CNC y pueden colocar y sincronizar exactamente el material 30 para el depósito en el eje z.
Una alternativa al mecanismo de alimentación descrito anteriormente en la Figura 1 y representado por las abrazaderas 12A y 12B, y el tubo exterior 15 y el tubo interior 16, se puede reemplazar por el mecanismo ilustrado en la Figura 3. Estos mecanismos requieren un control de movimiento más sofisticado que el sistema de abrazadera de la Figura 1, como será evidente en la descripción a continuación . Los componentes de la Figura 3 reemplazan los componentes de la Figura 1 que se muestran por arriba de la placa portadora 20. Los nuevos componentes clave son un tubo 16, un carrete 19 de uretano, un cojinete libre 18, un muelle 17, una banda 22 de impulsión y un motor 23 con control de movimiento tipo CNC . Todos estos componentes están en contacto íntimo a un armazón (no mostrado) , que se impulsa a través de placas portadoras 20 y 21, por un motor tipo CNC y tornillo de bola (tampoco no mostrado) . De e'sta manera, todos los componentes 16, 19, 18, 17, 22 y 23 se mueven conjuntamente como una unidad sincrónica. La modalidad .ilustrada en la Figura 3 tiene el mismo rollo 5 de fibra, haz o fajo 7 de fibras, de un buje guía 10. El cojinete libre 18 y la rueda 19 de uretano proporcionan una sujeción positiva del fajo 7 de fibras. El muelle 17, asegura que una fuerza lateral de cantidad conocida sujete el fajo 7' de fibras. Cuando el motor 23 de control de movimiento está a una posición asegurada, sin girar, el fajo 7 de fibras se sujeta y no se puede mover. Cuando se gira el motor 23, el fajo 7 de fibras se mueve con relación al tubo 16, puesto que la posición del tubo 16 es siempre la misma como los otros componentes 19, 18, 17, 22 y 23 de la Figura 3. De esta manera, el fajo 7 de fibras se puede ya sea sujetar de modo que no se pueda mover dentro del tubo 16 o se pueda mover dentro del tubo 16 por la rotación del motor 23 de control de movimiento. Ahora debe ser evidente que los mecanismos ilustrados en la Figura 3 pueden sustituirse por aquellos identificados en la Figura 1. Cuando el tubo 16 con el fajo 7 de fibras sujetado, se mueve por un motor CNC (no mostrado) a través del material 30 del eje x-y, el motor 23 no se gira. Sin embargo, cuando el tubo 16 se jala del material 30 del eje x-y, el motor 23 gira a la proporción exacta de velocidad conforme el retiro de la PDP 35. Esto se puede lograr con el equipo y programa de cómputo de control de movimiento, sofisticado de la actualidad. Al hacer esto, el fajo 7 de fibras, está estacionario con relación al material 30 del eje x-y, aunque se este retirando el tubo 16. La ventaja de los mecanismos en la Figura 3, aunque proporcionen funciones idénticas a sus contrapartes en la Figura 1, es que la velocidad del proceso puede

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un método para insertar una fibra de refuerzo inestable en un producto laminado compuesto para el refuerzo en el eje z del producto laminado, que comprende: proporcionar al menos una capa de material constituido de fibras del eje x, y fibras del eje y antes de la incorporación de una fibra del eje z de la capa de material; la capa que tiene una superficie superior, una superficie del fondo de un espesor predeterminado; proporcionar una varilla sólida alargada que tiene una punta frontal ahusada, una porción de fuste, un extremo trasero y un eje z y colocar la punta frontal de la varilla en proximidad cercana a una de las superficies superior o del fondo de al menos una capa de material; proporcionar un primer tubo hueco móvil, alargado que tiene un extremo frontal, un extremo posterior, una superficie de pared interior y un eje z ; colocado en el extremo frontal del primer tubo hueco móvil en proximidad cercana a otra de las superficies superior o del fondo de al menos una capa de material ; proporcionar un fajo de fibras del eje z que tiene un extremo frontal e insertar el extremo frontal del fajo de fibras en el extremo trasero o posterior del primer tubo hueco móvil hasta que viaje sustancialmente al extremo frontal del primer tubo móvil; insertar la varilla sólida en y a través de la capa de- material a una estancia predeterminada; asegurar temporalmente el fajo de fibras del eje z a la pared interior del primer tubo hueco de modo que el fajo de fibras se moverá con el primer tubo hueco; mover el primer tubo hueco en la dirección del eje z hasta que el extremo frontal del primer tubo hueco haga contacto con la superficie exterior de la varilla sólida; y mover el primer tubo hueco y el fajo de fibras del eje z asegurado' 'al mismo a través del espesor completo de la capa de material en tanto que al mismo tiempo se retira la varilla sólida en la capa de material .
  2. 2. Un método según la reivindicación 1, que comprende además el próximo paso de desasegurar el fajo de fibras del eje z de la pared interior del primer tubo hueco y luego retirar el primer tubo hueco de la capa de material provocando de esta manera que el fajo de fibras del eje z permanezca estacionario dentro de la capa del material conforme se retira el primer tubo hueco.
  3. 3. Un método según la reivindicación 2, en donde la varilla sólida se gira durante la inserción en la capa de material .
  4. 4. Un método según la reivindicación 2, que comprende además el paso de cortar la fibra del eje z que se ha depositado en la capa de material del fajo de fibras del ej e z .
  5. 5. Un método según la reivindicación 4, que comprende además adelantar la capa de material de modo que se puedan repetir los pasos previos a fin de depositar fibra adicional del eje z en la capa de material.
  6. 6. Un método según la reivindicación 4,. que comprende además atrasar la maquinaria que realiza las operaciones de inserción de una fibra de refuerzo inestable en un producto laminado compuesto para el refuerzo en el eje ¿; la capa del material permanecerá estacionaria.
  7. 7. Un método según la reivindicación 5, que comprende además el paso de hacer pasar la capa del material con sus fibras recién insertadas del eje z a través de un dado de extrusión por estirado para curar el material compuesto.
  8. 8. Un método según la reivindicación 1, que comprende además múltiples capas de material apiladas una arriba de la otra y en la cual se insertan las fibras del ej e z .
  9. 9. Un método según la reivindicación 8, en el cual algunas de las capas de material se separan verticalmente entre sí por una capa central de material .
  10. 10. Un método según la reivindicación 9, en donde la capa central de material se elabora de plástico de espuma.
  11. 11. Un método según la reivindicación 9, en donde la capa central de material se elabora de madera de balsa.
  12. 12. Un método según la reivindicación 1, en donde el fajo de fibra se elabora de fibras de vidrio. I¾ . Un método según la reivindicación 1, en donde el fajo de fibra se elabora de fibras de carbón. 14. Un método según la reivindicación 9, en donde la capa central de material se elabora de un material tipo panal . 15. Un método según la reivindicación 1, en donde el fajo de fibra se elabora de fibras de poliamida aromática . 16. Un método según la reivindicación 1, en donde el extremo posterior de la varilla sólida tiene un muelle de amortiguación para prevenir el ensanchamiento del extremo frontal del tubo hueco . 17. Un método según la reivindicación 5, en donde el adelantamiento de la capa del material y el depósito de la fibra adicional del eje z en la capa de material se hace de manera sincrónica.
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