ES2360549B1 - Metodo de insercion de chip para identificacion de piezas laminadas - Google Patents
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Abstract
Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas.#Se aplica en piezas laminadas (1) que se obtienen mediante encintado depositando diferentes tiras formando capas que posteriormente se compactan y se curan.#El método prevé obtener un primer encintado (3) de un espesor mínimo adecuado en el que se realiza un cajeado (4), sobre el que se introduce el chip (2), que contiene información de la pieza (1), poniendo posteriormente al menos una tira (6) encima del chip y se realiza una primera compactación para que el chip (2) enrase con la capa superior del primer encintado (3) y al mismo tiempo se saca el aire del cajeado (4). Seguidamente se realiza un segundo encintado (7) del resto de capas del laminado y una segunda compactación de forma que el chip (2) quede insertado en la pieza laminada (1).#Preferentemente se aplica en el sector aeronáutico y permite cumplir las normas de defectología existentes para las piezas de revestimiento de las aeronaves.
Description
obtiene una pieza curada, por ejemplo un revestimien-
Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas. Objeto de la invención
La invención se refiere a un procedimiento que tiene por objeto permitir la utilización de dispositivos chip RFID (Radio Frecuency IDentification) en piezas laminadas, para permitir almacenar en el chip toda la información relativa a la pieza, desde su fabricación y durante toda su vida útil hasta su desecho.
La invención es aplicable en cualquier sector de la industria en el que se empleen piezas laminadas que se obtienen mediante encintado, que consiste en la deposición de diferentes capas que constituyen el laminado, y más concretamente es aplicable en el sector aeronáutico en el proceso de fabricación de las piezas aeronáuticas de fibra de carbono. Antecedentes de la invención
En el estado de la técnica es conocido el uso de dispositivos chip de radiofrecuencia que se disponen sobre etiquetas de forma que en el chip se permite almacenar y recuperar datos correspondientes al producto portador de la etiqueta, por ejemplo para transmitir la identidad del objeto y/o datos relativos al mismo.
En este sentido son conocidas las etiquetas RFID mediante las cuales se establece un sistema que permite conocer los datos relativos al producto portador de la etiqueta. Este sistema no puede ser aplicado en las piezas aeronáuticas, por no cumplir la normativa de defectos y además las etiquetas se pegan sobre la superficie del laminado y por lo tanto quedan expuestas al exterior con el riesgo que ello conlleva; ya que se pueden desprender y también pueden sufrir daños con facilidad que determinen la pérdida de la información de la pieza de revestimiento. Descripción de la invención
Para resolver los inconvenientes anteriormente indicados, la invención proporciona un método que permite realizar la inserción de un chip en piezas laminadas de fibra de carbono que se obtienen mediante encintado, que consiste en la deposición de diferentes tiras que forman capas que posteriormente se compactan mediante una bolsa de vacío, de forma que el chip queda protegido en el interior del laminado. La principal novedad de la invención radica en que el método de fabricación de la pieza laminada comprende una fase en la que se obtiene un primer encintando con un espesor previamente calculado que permite que un chip quede insertado en el laminado que se está encintando y a continuación se practica un cajeado en el espesor del primer encintado con unas dimensiones superiores a las del chip, que permite posteriormente la introducción del chip en el cajeado practicado. Seguidamente se cubre la abertura del cajeado con al menos una tira con la menor presión de encintado que es posible aplicar para que no se produzcan arrugas. A continuación se efectúa una primera fase de compactación mediante la cual el espesor del primer encintado se reduce a un nivel en el que el chip enrasa con la capa superior del cajeado del primer encintado tras la primera compactación, y al mismo tiempo mediante esta primera fase de compactación se saca el aire del interior del cajeado. Posteriormente se realiza un segundo encintado del resto de capas que constituyen el laminado, sobre el primer encintado y se realiza una segunda compactación. Posteriormente el laminato aeronáutico, con el chip insertado en él. La segunda compactación junto con la presión que se aporta en el ciclo de curado de la pieza en el autoclave evita la formación de arrugas, burbujas, depresiones o abultamientos del segundo encintado, quedando éste curado sin defectos y con el chip insertado.
El procedimiento de la invención prevé que el cajeado se realice mediante corte con una cuchilla, que normalmente se monta sobre el mismo cabezal de encintado y permite el corte automático de los cuatro cortes correspondientes a las paredes laterales del cajeado, y posteriormente se pincha en la superficie delimitada por los cuatro cortes para a continuación extraer la cuchilla con el material sobrante estableciéndose el cajeado comentado.
Para ello, en una realización de la invención, la cuchilla presenta una configuración triangular cuyos lados que forman la punta de corte están dispuestos a 15º.
Cuando al extraerse el sobrante que determina el cajeado, queda un residuo en el fondo del mismo, éste se limpia manualmente mediante un elemento cortador (cutter).
Como se ha comentado la invención es de preferente aplicación en la fabricación de piezas de revestimiento de las aeronaves, las cuales deben de cumplir una normativa de defectología, para lo que se someten a pruebas mediante las que se determina si las piezas fabricadas son o no defectuosas. Por ello el chip debe tener unas dimensiones que cumplan la normativa de defectología, que en una realización de la invención se utiliza un chip con unas dimensiones de 2 x 2 mm. y un cajeado con unas dimensiones de 2,15 x 2,15 mm., lo que determina que el conjunto chip-cajeado cumpla la normativa de defectología al fabricarse un pieza de revestimiento de una aeronave.
Por otro lado en el curado de la pieza, ésta se somete normalmente como mínimo a una temperatura de 180ºC (dependiendo de las características de la fibra de carbono utilizada), por lo que el chip ha de presentar una estructura que sea capaz de soportar al menos 180ºC, de forma que pueda funcionar correctamente tras el proceso de fabricación de la pieza.
El procedimiento descrito permite obtener una pieza laminada, por ejemplo un revestimiento, con un chip insertado en el que se almacenan todos los datos referentes a la pieza fabricada, tanto desde el punto de vista de fabricación, indicando qué máquina es la que la ha fabricado, tiempos utilizados, problemas ocurridos, los registros de inspecciones ultrasónicas, así como los datos correspondientes al ensamblado de las piezas en la aeronave, como son reparaciones, revisiones, etc. Los datos de las inspecciones de ultrasonidos han de almacenarse durante toda la vida del avión para demostrar en caso de accidente que la pieza no tenia ningún problema cuando fue fabricada. Estos datos son como una “ecografía” del revestimiento en el que se detectan los distintos defectos que la misma puede tener, porosidades, objetos extraños, delaminaciones,... El chip de radiofrecuencia permite escribir y leer los datos en cualquier momento, mediante el uso de una pistola de escritura/lectura convencional, que permite incorporar, leer, borrar, actualizar cualquier dato que sea necesario.
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte in
tegrante de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha presentado el objeto de la invención.
Breve enunciado de las figuras
Figura 1.-Muestra una vista en perspectiva esquemática explosionada en la que se representa el primer y segundo encintado y el chip explosionado antes de su inserción en el cajeado practicado en el primer encintado del revestimiento.
Figura 2.-Muestra una vista esquemática del detalle del cajeado con el chip en él introducido y con su abertura tapada mediante al menos una tira de encintado.
Figura 3.-Muestra una vista del conjunto anterior con el chip insertado en el revestimiento, tras realizar la segunda compactación.
Figura 4.-Muestra un posible ejemplo de realización de la cuchilla mediante la que se efectúa el corte para realizar el cajeado en el revestimiento. Descripción de la forma de realización preferida
A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas.
El ejemplo de realización de la invención se describe para una pieza de revestimiento (1) que convencionalmente se obtiene mediante un proceso de encintado que consiste en depositar sobre un útil tiras de fibra de carbono preimpregnada en resinas según distintas direcciones que cada capa necesita para obtener las propiedades deseadas. Una vez encintado el revestimiento (1) es preciso conferirle rigidez para lo cual se utilizan rigidizadores horizontales y verticales. Una vez preparada la pieza de revestimiento (1) con sus correspondientes rigidizadores, sobre este conjunto se sitúa una bolsa con la cual se realiza vacío para compactar la pieza de revestimiento y evitar porosidades, delaminaciones, etc. A continuación se efectúa el curado de la pieza introduciendo todo el conjunto (útil, revestimiento, rigidizadores y bolsa de vacío) en un horno denominado autoclave para proporcionar a la pieza las características deseadas. Durante el curado la pieza de revestimiento (1) se somete al menos a 180ºC y tras el mismo es preciso retirar la bolsa de vacío.
El método de la invención difiere del convencional descrito en que comprende una primera fase de obtención de un encintado (3) con un espesor previamente calculado para que el chip (2) quede insertado en el interior de la pieza de revestimiento (1) una vez fabricada. Una vez obtenido el encintado (3) se practica en éste un cajeado (4) con unas dimensiones superiores a las del chip (2), y con un fondo (4a), lo que permite efectuar la posterior introducción del chip (2) en el interior del cajeado (4).
A continuación se cubre la abertura del cajeado (4) con al menos una tira (6) de encintado con la menor presión de encintado que es posible aplicar para que no se produzcan arrugas y se efectúa una primera compactación con bolsa de vacío del encintado (3), para que el espesor calculado se reduzca a un nivel en el que el chip (2) enrasa con la capa superior de dicho encintado (3), y al mismo tiempo se saca el aire del interior del cajeado (4). Por consiguiente el espesor calculado debe tener en cuenta la profundidad del cajeado y cuánto se reduce dicha profundidad al realizar la primera compactación para que el chip enrase con la capa superior del encintado (3) tras la primera compactación.
Seguidamente se dispone una o más capas de un segundo encintado (7) sobre el primer encintado (3) y a continuación se efectúa una segunda compactación de manera que el chip (2) queda insertado en la pieza de revestimiento (1) cuyo segundo encintado (7) queda perfectamente liso sin arrugas depresiones o salientes.
Tal y como fue indicado el procedimiento de la invención se aplica en piezas de revestimiento de las aeronaves, las cuales deben de cumplir una normativa referente a defectos, para lo que en la realización preferente de la invención el chip (2) presenta unas dimensiones de 2 x 2 mm. y el cajeado de 2,15 x 2,15 mm., lo que determina que la pieza de revestimiento obtenida, cumpla la normativa de defectología existente en el sector aeronáutico de piezas de revestimiento ya que están dimensiones son las máximas que se permiten en lo que se refiere a defectología relativa a objetos extraños.
Además, tal y como ya ha sido ya comentado la pieza de revestimiento (1) debe someterse a un proceso de curado para obtener las características deseadas, el cual consiste en introducir la pieza en un horno a 180º, por lo que el chip (2) está diseñado con una configuración que es capaz de soportar dicha temperatura.
En la realización preferente de la invención el cajeado se realiza mediante una cuchilla triangular (8) cuyos lados que forman la punta de corte están dispuestos a 15º.
Esta cuchilla (8) se dispone en una máquina automática mediante la cual se aplican cuatro cortes correspondientes a las paredes laterales del cajeado (4), con una profundidad que permite obtener un cajeado de dimensiones superiores a las del chip (2), lo que permite que posteriormente se pinche la superficie delimitada por los cuatro cortes, con lo que al extraer la cuchilla (8) se extrae el material sobrante que define el cajeado (4).
En el caso que al extraer el sobrante queden residuos en el fondo (4a) del cajeado (4), estos se limpian manualmente mediante un elemento de corte.
Claims (9)
- REIVINDICACIONES1. Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas, en el que dichas piezas se obtienen mediante encintado depositando las diferentes capas que posteriormente se compactan; se caracteriza porque comprende las siguientes fases:
- -
- obtener un primer encintado (3) con un espesor previamente calculado para que un chip (2) quede insertado en la pieza laminada fabricada;
- -
- realizar un cajeado (4) en el espesor del primer encintado (3) con unas dimensiones superiores a las del chip (2);
- -
- introducir el chip (2) en el cajeado (4);
- -
- cubrir la abertura del cajeado (4) con al menos una tira (6) de encintado,
- -
- realizar una primera compactación del primer encintado (3) con el chip (2) en el cajeado (4) obturado, para que el espesor previamente calculado se reduzca a un nivel en el que el chip
(2) alojado en el cajeado (4) enrase con la capa superior del primer encintado (3) tras realizar dicha primera compactación, y al mismo tiempo sacar el aire del interior del cajeado (4);- -
- ubicar al menos una capa de un segundo encintado (7) sobre el primer encintado (3); y
- -
- realizar una segunda compactación para que el chip (2) quede insertado en la pieza de revestimiento (1) en el que la capa del segundo encintado (7) queda plana.
-
- 2.
- Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas, según reivindicación 1, caracterizado porque el cajeado (4) se realiza mediante corte con una cuchilla (8).
-
- 3.
- Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas, según reivindicación 2, caracterizado porque el corte se realiza mediante una máquina automática dotada de la cuchilla (8), que aplica cuatro cortes correspondientes a las paredes laterales del cajeado (4) y posteriormente se pincha en la superficie delimitada por los cuatro cortes, para a continuación extraer la cuchilla (8) con el material sobrante.
-
- 4.
- Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas, según reivindicación 3, caracterizado porque la cuchilla (8) presenta una configuración triangular cuyos lados que forman la punta de cortes están dispuestos a 15º.
-
- 5.
- Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas según reivindicación 3, caracterizado porque cuando queda un residuo en el fondo (4a) del cajeado (4) al extraer el material sobrante, se limpia manualmente.
-
- 6.
- Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas, según reivindicación 1, caracterizado porque el chip (2) es un chip de radiofrecuencia y presenta unas dimensiones máximas de 2 x 2 mm.
-
- 7.
- Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas, según reivindicación 6, caracterizado porque el cajeado (4) presenta unas dimensiones máximas de 2,15 x 2,15 mm.
-
- 8.
- Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas, según reivindicación 6, caracterizado porque el chip (2) presenta una configuración prevista para soportar al menos 180ºC de temperatura.
ES 2 360 549 A1ES 2 360 549 A1OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.º solicitud: 200931064ESPAÑAFecha de presentación de la solicitud: 26.11.2009Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : B29C70/30 (2006.01)DOCUMENTOS RELEVANTES- Categoría
- Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- X
- US 2009173443 A1 (KOZLAK DAVID M ET AL.) 09/07/2009, página 1, párrafos 6, 13 y 14, figuras 1 y 2 1-8
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- WO 2008034948 A1 (UPM RAFLATOC OY ET AL.) 27/03/2008, todo el documento 1, 6-8
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- US 2009177309 A1 (KOZLAK DAVID M) 09/07/2009, todo el documento 1, 6-8
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- EP 1806219 A1 (PLATEX COMPOSITES) 11/07/2007, todo el documento 1, 6-8
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 04.04.2011
- Examinador A. Pérez Igualador Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICANº de solicitud: 200931064Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B29C Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos debúsqueda utilizados) INVENES, EPODOCInforme del Estado de la Técnica Página 2/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 200931064Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 04.04.2011Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 2009310641. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- US 2009173443 A1 (KOZLAK DAVID M et al.) 09.07.2009
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónEn la fabricación de objetos tridimensionales la identificación y seguimiento de los objetos ya terminados constituye una dificultad. El documento D01 afronta este problema. Describe un método para fabricar objetos tridimensionales, por el procedimiento de colocación sucesiva de láminas, con una etiqueta inserta que identifica el objeto fabricado. El procedimiento consiste en una secuencia de apilado que comprende la colocación de la etiqueta identificativa en medio del proceso de colocación de las láminas de forma que queda embebida en el interior. Los pasos están plasmados en el esquema de la figura 1: determinación de la secuencia de superposición de láminas a partir de la forma del objeto y del inserto, primera etapa de colocación de láminas hasta llegar a aquella sobre la cual se coloca el inserto y hasta llegar a las láminas que circundan el inserto, colocación del inserto, colocación del resto de las láminas hasta completar el objeto. En las figuras 2A a 2C están, también, representados estos pasos. La etiqueta identificadora puede ser, según este documento, un chip RFID. El documento D01 comprende los pasos esenciales del método reivindicado en la 1ª reivindicación: formación de una primera capa, formación de un cajeado, inserción del chip, continuación del encintado (o laminado). En esta primera reivindicación no se especifica que el cajeado se realice cortando material -como si se hará en la segunda-, por tanto el cajeado que en D01 se constituye en la figura 2A se considera que anticipa el cajeado reivindicado en la 1ª reivindicación. El método de inserción de la 1ª reivindicación se diferencia del documento D01 en lo siguiente: -La pieza se elabora por superposición de cintas en lugar de láminas. Es claro que en lo que respecta a la inserción del chip es indiferente que sea una pieza hecha por laminado o por encintado. Por lo cual esta diferencia no es relevante. -Las compactaciones -primera y segunda-. Siendo la compactación una operación de uso tan ordinario en este campo de la técnica se considera que sería obvio para un experto en la materia. En cuanto a las características técnicas reivindicadas en la reivindicación 6ª sobre el chip RFID y sus dimensiones: El documento D01 (párrafo 14 de la página 1) contempla que el inserto sea un chip RFID. La dimensión 2x2 mm es una posibilidad normal al alcance del experto en la materia. La dimensión del cajeado acorde con el tamaño del chip más una tolerancia está igualmente al alcance del experto en la materia, por tanto la reivindicación 7ª carece de actividad inventiva. El modo de hacer el cajeado (reivindicaciones 2ª, 3ª, 4ª y 5ª) consiste en cortar y retirar parte del material ya colocado -"... que aplica cuatro cortes correspondientes a las paredes laterales del cajeado y posteriormente se pincha..."-. El objeto técnico reivindicado en la solicitud se diferencia de D01 en que en lugar de conformar el cajeado aplicando material lo conforma retirando material ya aplicado. Un experto en la materia que conociera D01, y por tanto conociera la solución técnica de encapsular el chip en un hueco dentro de la pieza, podría elegir entre hacer el hueco aportando material alrededor o hacer el hueco retirando material. La elección de retirar el material para constituir el hueco sería obvia para el experto en la materia. En conclusión, todas las reivindicaciones de la solicitud (1ª a 8ª) carecen de actividad inventiva (Artículos 4 y 8 de la Ley de Patentes 11/1986).Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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