ES2548827T3

Methods for forming integral composite parts with a smp apparatus

Abstract

A method for manufacturing a composite part, the method comprises: A. to manufacture a composite part with integrated stiffening agents: forming or melting a shape memory polymer (SMP) apparatus (12) to correspond to a desired configuration of a first surface of the composite part to be formed; forming or melting the SMP apparatus (12) to include one or more cavities configured for the placement of stiffening agents (23) there; put the stiffening agents (23) inside the cavities; apply the composite material in the SMP apparatus (12) and the exposed surfaces of the stiffening agents (23) resting inside the cavities (40); and co-bond or co-bond the stiffening agents (23) with the composite material on the SMP apparatus (12) by means of pressure and heat to manufacture the composite part, where the SMP apparatus (12) remains in a rigid state through the co-curing or co-adhesion of the stiffening agents (23) with the composite material; or B. for manufacturing a composite part with integrated stiffening agents (23); activating a shape memory polymer (SMP) apparatus (12) to a malleable state; forming a device (12) SMP in malleable state to correspond to a desired configuration of a first surface of the composite part to be formed; forming the apparatus (12) SMP to include one or more cavities (40) configured for the placement of the stiffening agents (23) there; activate the SMP device (12) to a rigid state; put the stiffening agents (23) inside the cavities; apply the composite material in the SMP apparatus (12) and the exposed surfaces of the stiffening agents (23) resting inside the cavities (40); and co-bond or co-bond the stiffening agents (23) with the composite material on the SMP apparatus (12) by means of pressure and heat to manufacture the composite part, which includes the steps of: sealing an impermeable sheet of material (54) around of the composite material; compressing the impermeable sheet of material (54) towards the composite material by inducing a differential pressure outward and / or into the impermeable sheet of material (54); and heating the composite material to a compound curing temperature, with the SMP apparatus (12) in a rigid state while the impermeable sheet of material (54) compresses the composite material; or C. to manufacture a composite part with integrated reinforcement characteristics (23); activating a shape memory polymer device (SMP) (12) to a malleable state; forming an apparatus (12) SMP in a malleable state so that it corresponds generally to a desired configuration of a first surface of the composite part to be formed; forming the apparatus (12) SMP to include one or more cavities (40) configured for the placement of the internal stiffening agents (23) there; activate the SMP device (12) to a rigid state; putting the internal stiffening agents (23) into the cavities (40); apply the composite material in the SMP apparatus (12) and the exposed surfaces of the internal stiffening agents (23) resting inside the cavities (40); co-curing or co-adhering the internal stiffening agents (23) with the composite material on the SMP apparatus (12) by means of pressure and heat to manufacture the composite part, which includes the steps of: sealing an impermeable sheet of material (54) around of the composite material, compress the impermeable sheet of material (54) towards the composite material by inducing a differential pressure outward and / or inward of the impermeable sheet of material (54); and heating the composite material to a compound curing temperature, with the SMP apparatus (12) in a rigid state while the impermeable sheet of material (54) compresses the composite material; remove the impermeable sheet of material (54) from the composite part; activate the SMP device (12) from the rigid state to the malleable state; and removing the SMP device (12) from within the composite part while the SMP device (12) is in malleable state.

ES2548827T3, drawing sheet 1
Sheet 1 of 11

Term

5 yearsto projected expiry

Projected expiry 7 October 2031, counted from filing; an application has no term until it is granted.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Published
  4. Today
  5. Projected expiry

13 claims: 10 independent, 3 dependent

  1. 1
    ES 2 548 827 T3 ES 2 548 827 T3 CLAIMS REIVINDICACIONES 1. A method for manufacturing a composite part, the method comprises:1. Un método para fabricar una parte compuesta, el método comprende: A. To fabricate a composite part with built-in stiffening agents: A. para fabricar una parte compuesta con agentes de rigidez integrados: conformar o fundir un aparato (12) de polímero con memoria de forma (SMP) para que corresponda con una configuración deseada de una primera superficie de la parte compuesta que se va a formar;forming or casting a shape memory polymer (SMP) apparatus (12) to correspond to a desired configuration of a first surface of the composite part to be formed;conformar o fundir el aparato (12) SMP para que incluya una o más cavidades configuradas para la colocación de los agentes (23) de rigidez allí;shaping or casting the SMP apparatus (12) to include one or more cavities configured for placement of the stiffening agents (23) there;placing the stiffening agents (23) within the cavities;poner los agentes (23) de rigidez dentro de las cavidades;aplicar el material compuesto en el aparato (12) SMP y las superficies expuestas de los agentes (23) de rigidez que descansan dentro de las cavidades (40);y cocurar o coadherir los agentes (23) de rigidez con el material compuesto sobre el aparato (12) SMP por medio de presión y calor para fabricar la parte compuesta, en donde el aparato (12) SMP permanece en un estado rígido a través del cocurado o coadhesión de los agentes (23) de rigidez con el material compuesto;applying the composite material to the SMP apparatus (12) and the exposed surfaces of the stiffening agents (23) that rest within the cavities (40);and cooking or bonding the stiffening agents (23) with the composite material on the SMP apparatus (12) by means of pressure and heat to manufacture the composite part, wherein the SMP apparatus (12) remains in a rigid state through the co-curing or coadhesion of the stiffening agents (23) with the composite material;o or B. para fabricar una parte compuesta con agentes (23) de rigidez integrados;B. to manufacture a composite part with integrated stiffening agents (23);activar un aparato (12) de polímero con memoria de forma (SMP) a un estado maleable;activating a shape memory polymer (SMP) apparatus (12) to a malleable state;conformar un aparato (12) SMP en estado maleable para que corresponda con una configuración deseada de una primera superficie de la parte compuesta que se va a formar;forming an SMP apparatus (12) in a malleable state to correspond to a desired configuration of a first surface of the composite part to be formed;conformar el aparato (12) SMP para que incluya una o más cavidades (40) configuradas para la colocación de los agentes (23) de rigidez allí;shaping the SMP apparatus (12) to include one or more cavities (40) configured for placement of the stiffening agents (23) there;activar el aparato (12) SMP hasta un estado rígido;activating the SMP apparatus (12) to a rigid state;placing the stiffening agents (23) within the cavities;poner los agentes (23) de rigidez dentro de las cavidades;aplicar el material compuesto en el aparato (12) SMP y las superficies expuestas de los agentes (23) de rigidez que descansan dentro de las cavidades (40);y cocurar o coadherir los agentes (23) de rigidez con el material compuesto sobre el aparato (12) SMP por medio de presión y calor para fabricar la parte compuesta, que incluye las etapas de: applying the composite material to the SMP apparatus (12) and the exposed surfaces of the stiffening agents (23) that rest within the cavities (40);and cooking or bonding the stiffening agents (23) with the composite material on the SMP apparatus (12) by means of pressure and heat to manufacture the composite part, which includes the steps of: sealing an impermeable sheet of material (54) around the composite material;sellar una lámina impermeable de material (54) alrededor del material compuesto;compressing the impermeable sheet of material (54) toward the composite material by inducing a differential pressure outward and / or inward of the impermeable sheet of material (54);and heating the composite material to a composite curing temperature, with the SMP apparatus (12) in a rigid state while the impermeable sheet of material (54) compresses the composite material;comprimir la lámina impermeable de material (54) hacia el material compuesto al inducir una presión diferencial hacia afuera y/o hacia adentro de la lámina impermeable de material (54);y calentar el material compuesto hasta una temperatura de curado de compuesto, con el aparato (12) SMP en estado rígido mientras que la lámina impermeable de material (54) comprime el material compuesto;o or C. para fabricar una parte compuesta con características de refuerzo integradas (23);C. to manufacture a composite part with built-in reinforcing features (23);activar un aparato de polímero con memoria de forma (SMP) (12) a un estado maleable;activating a shape memory polymer (SMP) apparatus (12) to a malleable state;conformar un aparato (12) SMP en estado maleable para que corresponda de manera general con una configuración deseada de una primera superficie de la parte compuesta que se va a formar;forming an SMP apparatus (12) in a malleable state to generally correspond to a desired configuration of a first surface of the composite part to be formed;ES 2 548 827 T3 conformar el aparato (12) SMP para que incluya una o más cavidades (40) configuradas para la colocación de los agentes (23) de rigidez internos allí;ES 2 548 827 T3 shaping the SMP apparatus (12) to include one or more cavities (40) configured for placement of internal stiffening agents (23) there;activar el aparato (12) SMP hasta un estado rígido;activating the SMP apparatus (12) to a rigid state;placing the internal stiffening agents (23) within the cavities (40);poner los agentes (23) de rigidez internos dentro de las cavidades (40);aplicar el material compuesto en el aparato (12) SMP y las superficies expuestas de los agentes (23) de rigidez internos que descansan dentro de las cavidades (40);applying the composite material to the SMP apparatus (12) and the exposed surfaces of the internal stiffening agents (23) that rest within the cavities (40);cocurar o coadherir los agentes (23) de rigidez internos con el material compuesto sobre el aparato (12) SMP por medio de presión y calor para fabricar la parte compuesta, que incluye las etapas de: cocuring or bonding the internal stiffening agents (23) with the composite material on the SMP apparatus (12) by means of pressure and heat to manufacture the composite part, which includes the steps of: sealing an impermeable sheet of material (54) around the composite material, compressing the impermeable sheet of material (54) towards the composite material by inducing a differential pressure outward and / or inward of the impermeable sheet of material (54);and heating the composite material to a composite curing temperature, with the SMP apparatus (12) in a rigid state while the impermeable sheet of material (54) compresses the composite material;sellar una lámina impermeable de material (54) alrededor del material compuesto, comprimir la lámina impermeable de material (54) hacia el material compuesto al inducir una presión diferencial hacia afuera y/o hacia adentro de la lámina impermeable de material (54);y calentar el material compuesto hasta una temperatura de curado de compuesto, con el aparato (12) SMP en estado rígido mientras que la lámina impermeable de material (54) comprime el material compuesto;removing the waterproof sheet of material (54) from the composite part;retirar la lámina impermeable de material (54) de la parte compuesta;activar el aparato (12) SMP desde el estado rígido hasta el estado maleable;y retirar el aparato (12) SMP desde dentro de la parte compuesta mientras que el aparato (12) SMP está en estado maleable. activating the SMP apparatus (12) from the rigid state to the malleable state;and removing the SMP apparatus (12) from within the composite portion while the SMP apparatus (12) is in a malleable state.
  2. 4
    El método de la alternativa A o B en la reivindicación 1, en donde los agentes (23) de rigidez se (a) pre-curan o (b) no se curan, antes de la colocación en las cavidades (40). Four. The method of alternative A or B in claim 1, wherein the stiffening agents (23) are (a) pre-cured or (b) not cured, prior to placement in the cavities (40).
  3. 5
    The alternative A method in claim 1, further comprising:5. El método de la alternativa A en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: activar el aparato (12) SMP desde el estado rígido hasta un estado maleable;y retirar el aparato (12) SMP desde dentro de la parte compuesta. activating the SMP apparatus (12) from the rigid state to a malleable state;and removing the SMP apparatus (12) from within the composite part.
  4. 7
    8. The alternative B method in claim 1, wherein the stiffening agents (23) are internal stiffening agents. 8. El método de la alternativa B en la reivindicación 1, en donde los agentes (23) de rigidez son agentes de rigidez internos.
  5. 8
    9. The alternative B method in claim 1, wherein the composite part is a monolithic aircraft fuselage, a wing, a nacelle, an aircraft panel, an aircraft duct, aircraft structural supports, an aircraft component made of solid laminates, integrally rigid laminates, or rigid core sandwich structure, or internal stiffening agents for an aircraft component. 9. El método de la alternativa B en la reivindicación 1, en donde la parte compuesta es un fuselaje monolítico de aeronave, una ala, una góndola, un panel de aeronave, un conducto de la aeronave, soportes estructurales de la aeronave, un componente de aeronave hecho de laminados sólidos, laminados integralmente rígidos, o estructura de intercalado rígida de núcleo, o agentes de rigidez internos para un componente de aeronave.
  6. 9
    10. The alternative B method in claim 1, further comprising:10. El método de la alternativa B en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: removing the impermeable sheet of material (54) after the composite material cures;retirar la lámina impermeable de material (54) después que el material compuesto se cura;activar el aparato (12) SMP desde el estado rígido hasta el estado maleable;y retirar el aparato (12) SMP desde dentro de la parte compuesta mientras que el aparato (12) SMP está en estado maleable. activating the SMP apparatus (12) from the rigid state to the malleable state;and removing the SMP apparatus (12) from within the composite portion while the SMP apparatus (12) is in a malleable state. II. El método de la alternativa B en la reivindicación 1, en donde el aparato (12) SMP se configura para que cambie hasta el estado maleable cuando se calienta por encima de una temperatura Tg, en donde la temperatura de curado del material compuesto es menor de Tg, de tal manera que el aparato (12) SMP permanece rígido durante curado del material compuesto dentro de la parte compuesta. II. The alternative B method in claim 1, wherein the SMP apparatus (12) is configured to change to the malleable state when heated above a temperature Tg, wherein the curing temperature of the composite material is less than Tg, such that the SMP apparatus (12) remains rigid during curing of the composite material within the composite part.
  7. 10
    12. The method of alternative B in claim 1, wherein the SMP apparatus (12) is formed to correspond to the first surface of the composite part to be formed on it comprises:12. El método de la alternativa B en la reivindicación 1, en donde se forma el aparato (12) SMP para que corresponda con la primera superficie de la parte compuesta que se va a formar sobre esta comprende: placing the SMP apparatus (12) on an internal chuck tool (16);poner el aparato (12) SMP sobre una herramienta de mandril interno (16);sealing the ends of the SMP apparatus (12) to the internal mandrel tool (16);sellar los extremos del aparato (12) SMP a la herramienta de mandril interno (16);placing the SMP apparatus (12) and inner chuck tool within an outer mold (28);poner el aparato (12) SMP y herramienta de mandril interno dentro de un molde externo (28);calentar el aparato (12) SMP por encima de una temperatura Tg en la que el aparato (12) SMP se empieza a volver maleable e inflar el aparato SMP hacia el molde externo (28), enfriar el aparato (12) SMP por debajo de Tg;y retirar el aparato (12) SMP en su estado rígido del molde externo (28). heat the SMP apparatus (12) above a temperature Tg at which the SMP apparatus (12) begins to become malleable and inflate the SMP apparatus towards the external mold (28), cool the SMP apparatus (12) below Tg;and removing the SMP apparatus (12) in its rigid state from the outer mold (28).
  8. 11
    13. The alternative B method in claim 1, further comprising placing rigid reinforcing inserts within the cavities between the SMP apparatus (12) and the stiffening agents (23) prior to applying the composite material to the SMP apparatus (12) , wherein the cavities (40) are sized and shaped to allow the rigid reinforcing inserts and the stiffening agents (23) to rest there. 13. El método de la alternativa B en la reivindicación 1, que comprende adicionalmente poner insertos de refuerzo rígidos dentro de las cavidades entre el aparato (12) SMP y los agentes (23) de rigidez antes de aplicar el material compuesto al aparato (12) SMP, en donde las cavidades (40) tienen un tamaño y forma para permitir que los insertos de refuerzo rígidos y los agentes (23) de rigidez descansen allí.
  9. 12
    14. The alternative C method in claim 1, wherein the SMP apparatus (12) is configured to begin to change to the malleable state when heated above a temperature Tg, wherein the curing temperature of the composite material is lower of Tg, such that the SMP apparatus (12) remains rigid during curing of the composite material within the composite part. 14. El método de la alternativa C en la reivindicación 1, en donde el aparato (12) SMP se configura para empezar a cambiar hasta el estado maleable cuando se calienta por encima de una temperatura Tg, en donde la temperatura de curado del material compuesto es menor de Tg, de tal manera que el aparato (12) SMP permanece rígido durante curado del material compuesto dentro de la parte compuesta.
  10. 13
    15. El método de la alternativa C en la reivindicación 1C, que comprende adicionalmente poner insertos de refuerzo rígidos dentro de las cavidades entre el aparato (12) SMP y los agentes (23) de rigidez internos antes de aplicar el material compuesto al aparato (12) SMP, en donde las cavidades tienen un tamaño y forma para permitir que los insertos de refuerzo rígidos y los agentes (23) de rigidez internos descansen allí. fifteen. The alternative C method in claim 1C, further comprising placing rigid reinforcing inserts within the cavities between the SMP apparatus (12) and the internal stiffening agents (23) prior to applying the composite material to the apparatus (12) SMP, wherein the cavities are sized and shaped to allow the rigid reinforcing inserts and internal stiffening agents (23) to rest there.