WO2011064425A1 - Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas - Google Patents
Método de inserción de chip para identificación de piezas laminadas Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a method that aims to allow the use of RFID (Radio Frecuency IDentification) chip devices in laminated parts, to allow storing all the information related to the part, since its manufacture and throughout its useful life, on the chip Until its disposal.
- RFID Radio Frecuency IDentification
- the invention is applicable in any sector of the industry in which laminated parts are obtained that are obtained by means of taping, which consists in the deposition of different layers that constitute the laminate, and more specifically it is applicable in the aeronautical sector in the manufacturing process of aeronautical carbon fiber parts.
- radio frequency chip devices that are arranged on labels so that the chip allows storing and retrieving data corresponding to the product carrying the tag, for example to transmit the identity of the object and / or data related to it.
- RFID tags are known by means of which a system is established that allows to know the data related to the product carrying the tag.
- This system cannot be applied to aeronautical parts, because it does not comply with the defect regulations and also the labels are glued on the surface of the laminate and therefore are exposed to the outside with the risk that this entails; since they can be detached and can also be damaged easily that determine the loss of information of the lining piece. DESCRIPTION OF THE INVENTION
- the invention provides a method that allows the insertion of a chip in laminated pieces of carbon fiber that are obtained by curbing, which consists in the deposition of different strips that form layers that are subsequently compacted by vacuum bag, so that the chip is protected inside the laminate.
- the main novelty of the invention is that the method of manufacturing the laminated part comprises a phase in which a first tape is obtained with a previously calculated thickness that allows a chip to be inserted in the laminate that is being taped and then it practices a recess in the thickness of the first curb with dimensions greater than those of the chip, which subsequently allows the introduction of the chip in the recess practiced.
- a first compaction phase is then carried out by means of which the thickness of the first curb is reduced to a level where the chip flush with the top layer of the first curb recess after the first compaction, and at the same time by this first phase of compaction the air is removed from the inside of the pocket.
- a second curb is made of the rest of the layers that constitute the laminate, on the first curb and a second compaction is performed. Later the laminate is introduced in an autoclave and in this way a cured piece is obtained, for example an aeronautical coating, with the chip inserted in it.
- the second compaction together with the pressure that is provided in the curing cycle of the piece in the autoclave prevents the formation of wrinkles, bubbles, depressions or bulges of the second curb, leaving it cured without defects and with the chip inserted.
- the process of the invention provides that the recessing is carried out by cutting with a blade, which is normally mounted on the same taping head and allows the automatic cutting of the four cuts corresponding to the side walls of the recessing, and subsequently punctured in the surface delimited by the four cuts to then extract the blade with the remaining material establishing the recessed commented.
- the blade has a triangular configuration whose sides that form the cutting tip are arranged at 15 °.
- the invention is of preferential application in the manufacture of aircraft lining parts, which must comply with a defect regulation, for which they are tested by determining whether or not the manufactured parts are manufactured. defective Therefore, the chip must have dimensions that comply with the defect regulation, which in one embodiment of the invention uses a chip with dimensions of 2x2 mm. and a recess with dimensions of 2.15 x 2.15 mm., which determines that the chipped assembly complies with the defect regulations when manufacturing an aircraft liner.
- the chip in the curing of the piece, it is normally subjected to at least a temperature of 180 ° C (depending on the characteristics of the carbon fiber used), so the chip must have a structure that is capable of withstand at least 180 ° C, so that it can function properly after the part manufacturing process.
- the described procedure allows to obtain a laminated piece, for example a coating, with an inserted chip in which all the data is stored referring to the manufactured part, both from the manufacturing point of view, indicating which machine is the one that manufactured it, times used, problems occurred, the records of ultrasonic inspections, as well as the data corresponding to the assembly of the parts in the aircraft , such as repairs, revisions, etc.
- the data of the ultrasonic inspections must be stored throughout the life of the plane to demonstrate in the event of an accident that the part had no problem when it was manufactured. These data are like an "ultrasound" of the coating in which the different defects that it may have are detected, porosities, foreign objects, delaminations, ...
- the radiofrequency chip allows to write and read the data at any time, by means of the use of a conventional writing / reading gun, which allows incorporating, reading, deleting, updating any necessary data.
- Figure 1. It shows an exploded schematic perspective view in which the first and second curbs and the chip exploded before inserting them into the recess made in the first curb of the coating.
- Figure 2. Shows a schematic view of the detail of the recess with the chip inserted in it and with its opening covered by at least one strip of taping.
- Figure 3. Shows a view of the previous assembly with the chip inserted in the coating, after performing the second compaction.
- Figure 4.- Shows a possible embodiment of the blade by means of which the cut is made to make the recess in the coating.
- a lining piece 1 that is conventionally obtained by means of a wrapping process that consists of depositing on a useful strip of pre-impregnated carbon fiber in resins according to different directions that each layer needs to obtain the properties desired.
- the covering 1 has been taped, it is necessary to confer rigidity for which horizontal and vertical stiffeners are used.
- a bag is placed on this assembly with which it is made empty to compact the lining piece and avoid porosities, delaminations, etc.
- the piece is cured by introducing the entire assembly (tool, lining, stiffeners and vacuum bag) into an oven called an autoclave to provide the piece with the desired characteristics.
- the lining piece 1 is subjected to at least 180 ° C and after that it is necessary to remove the vacuum bag.
- the method of the invention differs from the conventional one described in that it comprises a first phase of obtaining a curb 3 with a thickness previously calculated so that the chip 2 is inserted inside the lining piece 1 once manufactured. Once the taping 3 is obtained, a recess 4 is carried out therein with dimensions greater than those of the chip 2, and with a bottom 4a, which allows the subsequent introduction of the chip 2 inside the recess 4.
- the opening of the recess 4 is covered with at least one curb strip 6 with the lowest pressure of curb that can be applied so that wrinkles do not occur and a first compaction is carried out with a vacuum bag of the curb 3, so that the calculated thickness is reduced to a level where the chip 2 flush with the top layer of said curb 3 , and at the same time the air is removed from the inside of the recess 4. Therefore, the calculated thickness must take into account the depth of the recess and how much said depth is reduced when performing the first compaction so that the chip fits with the top layer of the curb 3 after the first compaction.
- a second curb 7 is arranged on the first curb 3 and then a second compaction is carried out so that the chip 2 is inserted in the lining piece 1 whose second curb 7 is perfectly smooth without wrinkles depressions or protrusions .
- chip 2 has dimensions of 2x2 mm. . and the 2.15x2.15 mm recess, which determines that the coating piece obtained complies with the existing defect regulations in the aeronautical sector of cladding pieces since they are dimensions are the maximum allowed in what is refers to defectology related to foreign objects.
- the lining piece 1 must undergo a curing process to obtain the desired characteristics, which consists of introducing the piece into a 180 ° oven, so chip 2 is designed with a configuration that is capable of withstanding said temperature.
- the recessing is carried out by means of a triangular blade 8 whose sides that form the cutting tip are arranged at 15 °.
- This blade 8 is arranged in an automatic machine by means of which four cuts corresponding to the side walls of the recess 4 are applied, with a depth that allows to obtain a recess of dimensions greater than those of the chip 2, which allows thereafter to puncture the surface delimited by the four cuts, whereby removing the blade 8 removes the excess material that defines the recess 4.
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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
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 vacio, 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 compactacion 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 compactacion, y al mismo tiempo mediante esta primera fase de compactacion 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 compactacion. Posteriormente el laminado se introduce en un autoclave y de esta manera se obtiene una pieza curada, por ejemplo un revestimiento aeronáutico, con el chip insertado en él. La segunda compactacion 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 15°.
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 defectologia, 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 defectologia, que en una realización de la invención se utiliza un chip con unas dimensiones de 2x2 mm. y un cajeado con unas dimensiones de 2,15x2,15 mm., lo que determina que el conjunto chip- cajeado cumpla la normativa de defectologia 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 180°C (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 180°C, 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, asi 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 "ecografia" 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 integrante 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 compactacion.
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 vacio 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 vacio) 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 180°C 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 compactacion con bolsa de vacio 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 compactacion para que el chip enrase con la capa superior del encintado 3 tras la primera compactacion.
Seguidamente se dispone una o más capas de un segundo encintado 7 sobre el primer encintado 3 y a continuación se efectúa una segunda compactacion 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 2x2 mm. y el cajeado de 2,15x2,15 mm., lo que determina que la pieza de revestimiento obtenida, cumpla la normativa de defectologia 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 defectologia 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 180°, 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 15°.
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
1.- 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 15°.
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 2x2 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 180°C de temperatura.
Applications Claiming Priority (2)
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Country Status (2)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 10832686 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 10832686 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |