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ES3035208A1 - MANUFACTURING PROCEDURE FOR HYBRID MOLDS FOR COMPOSITE MATERIAL PARTS AND HYBRID MOLD OBTAINED - Google Patents

MANUFACTURING PROCEDURE FOR HYBRID MOLDS FOR COMPOSITE MATERIAL PARTS AND HYBRID MOLD OBTAINED

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Publication number
ES3035208A1
ES3035208A1 ES202430149A ES202430149A ES3035208A1 ES 3035208 A1 ES3035208 A1 ES 3035208A1 ES 202430149 A ES202430149 A ES 202430149A ES 202430149 A ES202430149 A ES 202430149A ES 3035208 A1 ES3035208 A1 ES 3035208A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
mold
bed
manufacturing
mold base
base
Prior art date
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Pending
Application number
ES202430149A
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Martinez Manuel Torres
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
M Torres Diseños Industriales SA
Original Assignee
M Torres Diseños Industriales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by M Torres Diseños Industriales SA filed Critical M Torres Diseños Industriales SA
Priority to ES202430149A priority Critical patent/ES3035208A1/en
Priority to PCT/ES2025/070094 priority patent/WO2025181411A1/en
Publication of ES3035208A1 publication Critical patent/ES3035208A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30Mounting, exchanging or centering
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Procedimiento de fabricación de moldes para piezas formadas de materiales compuestos, con el cual se realiza un molde (1) formado por una base de molde (2) que se realiza por fabricación aditiva, en la cual se mecaniza una superficie de molde (2.1) que sirve de modelo para formar un lecho de molde (3), fijándose, una vez realizados, el lecho de molde (3) con la base de molde (2) por medio de unos conectores de unión (5, 6), los cuales determinan una disposición de montaje flotante que permite absorber las diferencias de dilatación de ambas partes componentes del molde, causadas por las variaciones de temperatura.Manufacturing process for moulds for parts formed from composite materials, with which a mould (1) is made, consisting of a mould base (2) which is carried out by additive manufacturing, in which a mould surface (2.1) is machined which serves as a model to form a mould bed (3), once made, the mould bed (3) being fixed to the mould base (2) by means of joining connectors (5, 6), which determine a floating mounting arrangement that allows the differences in expansion of both component parts of the mould, caused by temperature variations, to be absorbed.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE MOLDES HÍBRIDOS PARA PIEZAS DEMANUFACTURING PROCEDURE FOR HYBRID MOLDS FOR PARTS

MATERIALES COMPUESTOS Y MOLDE HÍBRIDO OBTENIDOCOMPOSITE MATERIALS AND HYBRID MOLD OBTAINED

SECTOR DE LA TÉCNICATECHNICAL SECTOR

La presente invención está relacionada con la fabricación de moldes para piezas formadas de materiales compuestos, proponiendo un procedimiento que permite fabricar de una manera eficiente moldes compuestos por múltiples materiales de diferentes coeficientes de dilatación térmica. The present invention relates to the manufacture of molds for parts formed from composite materials, proposing a process that allows for the efficient manufacture of molds composed of multiple materials with different coefficients of thermal expansion.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

La fabricación de piezas en material compuesto se basa, en la mayoría de aplicaciones existentes hoy en día, en el uso de moldes de curado. Los materiales compuestos, formados por un refuerzo y una matriz, suelen incorporar matrices poliméricas que deben ser curadas en un proceso térmico, que se realiza una vez el material está posicionado sobre un molde, de forma que la pieza resultante copia la geometría de dicho molde. The manufacturing of composite parts relies, in most applications today, on the use of curing molds. Composite materials, consisting of a reinforcement and a matrix, typically incorporate polymer matrices that must be cured in a thermal process. This process is carried out once the material is positioned on a mold, so that the resulting part replicates the geometry of that mold.

Ahora bien, dichos moldes para piezas de materiales compuestos deben cumplir con una serie de requisitos, que principalmente son de tipo estructural, de tipo geométrico, de porosidad y de temperatura. Dado que las temperaturas de curado pueden ser elevadas, especialmente para resinas de altas propiedades mecánicas, los moldes deben soportar ciclos térmicos manteniendo unas geometrías muy controladas, para que las piezas que se moldean cumplan con las especificaciones deseadas. However, these molds for composite parts must meet a series of requirements, primarily structural, geometric, porosity, and temperature. Since curing temperatures can be high, especially for resins with high mechanical properties, the molds must withstand thermal cycles while maintaining tightly controlled geometries so that the molded parts meet the desired specifications.

Además, las aplicaciones en las que las resinas de altas propiedades son requeridas se encuentran principalmente en el sector aeronáutico, donde adicionalmente las dimensiones de las piezas que se fabrican son también grandes, de modo que la influencia de los coeficientes de dilatación es más notable. Furthermore, applications requiring high-property resins are primarily found in the aeronautical sector, where the dimensions of the manufactured parts are also large, so the influence of expansion coefficients is more noticeable.

Por ello, para fabricar esas piezas de materiales compuestos se utilizan habitualmente moldes de aceros especiales, como el acero Invar, con un coeficiente de dilatación muy bajo, o bien moldes fabricados también de material compuesto a base de fibra de carbono continua, con lo que el coeficiente de dilatación del molde se puede aproximar al de las piezas a fabricar, simplificando el cálculo y el proceso. No obstante, la fabricación de dichos moldes implica procesos complejos, plazos de fabricación largos y costes muy notables, en tanto que para la fabricación de moldes de material compuesto es necesaria, además, la fabricación de un modelo. Therefore, to manufacture these composite parts, molds made of special steels, such as Invar steel, with a very low coefficient of expansion, are typically used. Molds are also made of continuous carbon fiber composite material. This allows the mold's coefficient of expansion to approximate that of the parts to be manufactured, simplifying the calculation and the process. However, the manufacture of these molds involves complex processes, long lead times, and significant costs, while the manufacture of composite molds also requires the production of a model.

Existen actualmente opciones para la fabricación de los moldes por procesos más rápidos y eficientes, como los procesos de fabricación aditiva. No obstante, los materiales que se emplean en dicha tecnología y la configuración de las piezas a fabricar llevan a piezas con una deformación en ciclos térmicos muy superior a la de los materiales tradicionales como el acero Invar o los materiales compuestos a base de fibra de carbono continua, dificultando la obtención de resultados dentro de las tolerancias geométricas permitidas en los procesos de curado de resinas de altas propiedades. Existen también referencias, como el documento US10427330, para realizar moldes formados por múltiples materiales, pero empleando materiales especiales con bajos coeficientes de dilatación, con los cuales las mejoras de los procesos de fabricación de los moldes son muy limitadas. There are currently options for manufacturing molds using faster and more efficient processes, such as additive manufacturing. However, the materials used in this technology and the configuration of the parts to be manufactured result in parts with a much higher thermal cycle deformation than traditional materials such as Invar steel or continuous carbon fiber composites, making it difficult to achieve results within the geometric tolerances allowed in high-property resin curing processes. There are also references, such as document US10427330, for making molds made from multiple materials, but using special materials with low coefficients of expansion, with which improvements in mold manufacturing processes are very limited.

Una solución a dichos problemas es el empleo de diferentes materiales dentro del mismo molde, con lo que se puede generar una estructura de molde más sencilla basada en materiales con peores propiedades, pero más eficientes, unida a una superficie lecho de molde con mejores propiedades de dilatación térmica que puede deslizar respecto de la estructura soporte del molde. En ese sentido, el documento AT503547 describe una solución que resuelve el problema de las dilataciones mediante un molde compuesto por una base de metal y un lecho de molde de otro material diferente, de manera que el lecho de molde, que es donde se deposita el material de la pieza a fabricar, está formada de material compuesto reforzado con fibra de vidrio o de carbono, mientras que la base, en la que se apoya la piel de molde, es una estructura metálica que proporciona estabilidad, fijándose la superficie de molde a la base mediante unas varillas roscadas que permiten compensar posibles desviaciones geométricas. En este documento no se describe el proceso de fabricación del lecho de molde, por lo que se entiende que se conforma de acuerdo con un proceso tradicional de fabricación de modelo para fabricación de molde. One solution to these problems is the use of different materials within the same mold, which can generate a simpler mold structure based on materials with worse but more efficient properties, combined with a mold bed surface with better thermal expansion properties that can slide relative to the mold support structure. In this regard, document AT503547 describes a solution that solves the expansion problem by means of a mold composed of a metal base and a mold bed made of a different material. The mold bed, where the material for the part to be manufactured is deposited, is made of a composite material reinforced with glass or carbon fiber, while the base, on which the mold skin rests, is a metal structure that provides stability, with the mold surface being fixed to the base by means of threaded rods that compensate for possible geometric deviations. This document does not describe the manufacturing process of the mold bed; therefore, it is understood that it is formed according to a traditional model manufacturing process for mold production.

A la vista de las descritas desventajas que presentan las soluciones existentes en la actualidad, se considera necesaria una solución con un proceso de fabricación eficiente de moldes multimaterial y que aseguren el mejor comportamiento dimensional en la fabricación de piezas de materiales compuestos. In view of the aforementioned disadvantages of current solutions, a solution with an efficient multi-material mold manufacturing process that ensures optimal dimensional performance in the production of composite material parts is considered necessary.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION

Con la finalidad de cumplir este objetivo y solucionar los problemas técnicos comentados hasta el momento, además de aportar ventajas adicionales que se pueden derivar más adelante, la presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de moldes para piezas de materiales compuestos, que comprende las siguientes etapas: In order to achieve this objective and solve the technical problems discussed so far, as well as providing additional advantages that may arise later, the present invention relates to a method for manufacturing molds for parts made of composite materials, which comprises the following steps:

- fabricación de una base de molde mediante fabricación aditiva con una superficie de moldeo con la geometría de la pieza a fabricar, - manufacturing of a mold base by additive manufacturing with a molding surface with the geometry of the part to be manufactured,

- mecanizado de la superficie de moldeo de la base de molde, - machining of the molding surface of the mold base,

- fabricación, sobre la superficie de moldeo mecanizada, de un lecho de molde mediante laminado en material compuesto, - manufacturing, on the machined moulding surface, of a mould bed by lamination in composite material,

- mecanizado en el lecho de molde de unos alojamientos, - machining on the mold bed of some housings,

- retirada del lecho de molde de la base de molde, y mecanizado en dicha base de molde de unos alojamientos, - removal of the mold bed from the mold base, and machining of housings in said mold base,

- incorporación del lecho de molde mediante la fijación, en los alojamientos de la base de molde o en los alojamiento del lecho de molde, de unos conectores de unión entre base de molde y lecho de molde, siendo al menos uno de los conectores de unión, un conector fijo configurado para conexión de la base de molde y el lecho de molde sin posibilidad de desplazamiento entre ambas, pudiendo permitir una rotación relativa entre ellas, y el resto de conectores de unión siendo conectores móviles configurados para permitir el movimiento relativo entre la base de molde y el lecho de molde en una o dos direcciones y/o una rotación, generando una unión flexible entre lecho de molde y base de molde. - incorporation of the mold bed by fixing, in the housings of the mold base or in the housings of the mold bed, some connectors for joining the mold base and the mold bed, at least one of the connectors being a fixed connector configured for connecting the mold base and the mold bed without the possibility of movement between both, being able to allow relative rotation between them, and the rest of the connectors being mobile connectors configured to allow relative movement between the mold base and the mold bed in one or two directions and/or a rotation, generating a flexible connection between the mold bed and the mold base.

Siendo el lecho de molde de material compuesto se consigue un comportamiento térmico lo más parecido posible a la pieza, de forma que se reduzcan los problemas derivados de las dilataciones. Dicho material compuesto pueden ser fibras de carbono, fibra de vidrio u otras fibras de refuerzo, preferentemente en configuración de fibra continua. Se emplearán además preferentemente resinas termoestables capaces de soportar altas temperaturas, si bien otras opciones pueden ser implementadas. A composite mold bed ensures thermal behavior that is as similar as possible to the part itself, thereby reducing problems caused by expansion. This composite material can be carbon fiber, fiberglass, or other reinforcing fibers, preferably in a continuous fiber configuration. Thermosetting resins capable of withstanding high temperatures are also preferred, although other options can be implemented.

Por otro lado, los conectores de unión permiten absorber las dilataciones térmicas diferentes debido a las variaciones de temperatura del lecho de molde en el que se fabrica la pieza, y la base de molde, sin generar de este modo deformaciones que afecten a la geometría o cargas estructurales de la pieza a fabricar. Preferentemente, los conectores de unión podrán situarse tanto dentro como fuera de la superficie de la pieza según las necesidades propias del molde y/o la geometría de la pieza a fabricar. Dichos conectores de unión permitirán la conexión entre la base del molde y el lecho de molde sin afectar a la estanqueidad necesaria para su funcionalidad como molde. Furthermore, the connecting connectors allow for the absorption of different thermal expansions due to temperature variations between the mold bed where the part is manufactured and the mold base, without generating deformations that affect the geometry or structural loads of the part to be manufactured. Preferably, the connecting connectors can be located either inside or outside the surface of the part, depending on the specific needs of the mold and/or the geometry of the part to be manufactured. These connecting connectors will allow the connection between the mold base and the mold bed without affecting the tightness necessary for its functionality as a mold.

Además, al fabricarse el lecho de molde sobre la base de molde se consigue evitar la necesidad de modelos adicionales para la fabricación de dicho lecho. Furthermore, by manufacturing the mold bed on the mold base, the need for additional models for the manufacture of said bed is avoided.

Con la fabricación de la base de molde por fabricación aditiva, se consigue una producción más rápida de bases para la ejecución de las geometrías, y la posibilidad de generar geometrías más complejas de forma más eficiente. Preferentemente, la base de molde estará basada en resinas termoplásticas, entre las que se pueden encontrar PESU, PEI, PPE/PS, PPO, ABS, PA, PC, PC/PBT, PET, y PA, preferentemente reforzadas con fibra de carbono o fibra de vidrio en formato corto. By manufacturing mold bases using additive manufacturing, mold bases for creating geometries can be produced more quickly and more efficiently. Mold bases are preferably based on thermoplastic resins, including PESU, PEI, PPE/PS, PPO, ABS, PA, PC, PC/PBT, PET, and PA, preferably reinforced with carbon fiber or short-form fiberglass.

Se contempla que el mecanizado de la base comprenda un desbastado, un afinado y procesos de estabilizado térmico para actuar como molde de fabricación de un lecho de molde. Este mecanizado deja la base de molde lista para actuar como modelo para la fabricación del lecho de molde. The machining of the base is expected to include roughing, refining, and thermal stabilization processes to serve as a mold for manufacturing a mold bed. This machining leaves the mold base ready to serve as a template for manufacturing the mold bed.

Preferentemente, posteriormente al mecanizado de la base de molde, se aplica un tratamiento superficial sobre la superficie mecanizada de la base de molde para facilitar el desmoldeo del lecho de molde tras su fabricación. Este tratamiento permite un acabado superficial de la pieza con mejores características. Preferably, after machining the mold base, a surface treatment is applied to the machined surface of the mold base to facilitate demolding from the mold bed after manufacturing. This treatment results in a surface finish with improved characteristics for the part.

Según una característica de la invención, en la fabricación del lecho de molde se aplica el material compuesto mediante medios manuales o automáticos, y posteriormente se realiza un curado, previo a su retirada. According to a feature of the invention, in the manufacture of the mold bed, the composite material is applied by manual or automatic means, and subsequently cured, prior to its removal.

De acuerdo con otra característica de la invención, el lecho de molde se fabrica con un sobredimensionado, y previamente a su retirada de la base de molde se realiza sobre la superficie de dicho lecho de molde un mecanizado superficial y un recanteo de la misma. According to another characteristic of the invention, the mold bed is manufactured with an oversize, and prior to its removal from the mold base, surface machining and trimming of the same is carried out on the surface of said mold bed.

Gracias a esta configuración, se dotará al lecho de molde de la geometría exterior y superficial necesaria para poder ser utilizada posteriormente como superficie de curado de las piezas para las cuales ha sido diseñado el molde. Thanks to this configuration, the mold bed will be provided with the necessary exterior and surface geometry to be used later as a curing surface for the parts for which the mold was designed.

Según otra característica de la invención, en la base del molde se realizan mecanizados adicionales para la incorporación de juntas y tomas de vacío que permitan la correcta sujeción del lecho de molde sobre la base de molde. Esta configuración permite el posicionamiento y fijación flexible del lecho de molde de forma que se faciliten los procesos de mecanizado y recanteo indicados anteriormente, convirtiendo la base de molde en un útil de mecanizado. According to another feature of the invention, additional machining is performed on the mold base to incorporate seals and vacuum inlets that allow the mold bed to be properly secured to the mold base. This configuration allows for flexible positioning and securing of the mold bed, thus facilitating the machining and trimming processes indicated above, converting the mold base into a machining tool.

Preferentemente, los conectores de unión están configurados para permitir un ajuste geométrico entre el lecho de molde y la base de molde. De esta manera se podrá realizar un ajuste en función de las tolerancias requeridas para cada pieza. Además, se obtienen beneficios adicionales en la fabricación como la posibilidad de compensar el retorno elástico (springback). Preferably, the connectors are configured to allow a geometric fit between the mold bed and the mold base. This allows for adjustments based on the tolerances required for each part. In addition, additional manufacturing benefits are achieved, such as the ability to compensate for springback.

Adicionalmente, está previsto que se puedan realizar sucesivos mecanizados para adaptar el molde a los nuevos requerimientos tras su uso. De esta forma, se aumenta la versatilidad del molde sirviendo para fabricación de varias piezas, pudiendo ser dichas piezas con diferentes características. Additionally, subsequent machining operations are possible to adapt the mold to new requirements after use. This increases the mold's versatility, allowing it to manufacture multiple parts, each with different characteristics.

Finalmente, según otro aspecto, la invención también contempla un molde de fabricación de piezas en materiales compuestos, obtenible según un procedimiento de fabricación de acuerdo con las características anteriormente descritas, el cual comprende una base de molde realizada por fabricación aditiva, un lecho de molde fabricado en material compuesto, y dispuesto dicho lecho de molde sobre la base de molde con unos conectores de unión que permiten un movimiento relativo entre ambas partes componentes del molde para absorber las diferencias de dilatación térmica durante el procedimiento de molde de la pieza. Finally, according to another aspect, the invention also contemplates a mold for manufacturing parts in composite materials, obtainable according to a manufacturing process in accordance with the characteristics described above, which comprises a mold base made by additive manufacturing, a mold bed made of composite material, and said mold bed arranged on the mold base with connecting connectors that allow relative movement between both component parts of the mold to absorb differences in thermal expansion during the mold process of the part.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La figura 1 muestra una perspectiva explosionada del conjunto componente de un molde que se realiza según el procedimiento de fabricación objeto de la invención. Figure 1 shows an exploded perspective view of the component assembly of a mold made according to the manufacturing process object of the invention.

La figura 2 es una perspectiva de la base de molde en bruto que se realiza por fabricación aditiva en el procedimiento de fabricación objeto de la invención. Figure 2 is a perspective view of the raw mold base that is made by additive manufacturing in the manufacturing process object of the invention.

La figura 3 es una perspectiva que muestra el mecanizado que se realiza en el procedimiento de la invención para configurar la base de molde como modelo para fabricar el lecho de molde componente del molde de fabricación de piezas a obtener. Figure 3 is a perspective view showing the machining carried out in the method of the invention to configure the mould base as a model for manufacturing the mould bed component of the mould for manufacturing the parts to be obtained.

La figura 4 es una perspectiva que muestra el lecho de molde sobre la base de molde una vez terminado. Figure 4 is a perspective showing the mold bed on the mold base once completed.

La figura 5 es una perspectiva de la base de molde con un mecanizado para útil de mecanizado. Figure 5 is a perspective view of the mold base with a machining tool.

La figura 6 es una perspectiva del lecho de molde con un mecanizado de alojamientos para los conectores de unión. Figure 6 is a perspective view of the mold bed with the housings for the joining connectors machined.

La figura 7 es una perspectiva de la base de molde con un mecanizado de alojamientos para los conectores de unión. Figure 7 is a perspective view of the mold base with the housings for the joining connectors machined.

La figura 8 es una perspectiva de la base de molde con los conectores de unión fijados en los alojamientos de dicha base de molde. Figure 8 is a perspective view of the mold base with the joining connectors fixed in the housings of said mold base.

La figura 9 es una perspectiva de la base de molde con el lecho de molde sobre la base de molde y con los conectores ya fijados. Figure 9 is a perspective view of the mold base with the mold bed on the mold base and with the connectors already attached.

La figura 10 es una vista de sección por el punto medio de los alojamientos del molde una vez finalizado el procedimiento de fabricación, con el lecho de molde conectado a la base de molde con los conectores de unión. Figure 10 is a sectional view through the midpoint of the mold housings after the manufacturing process has been completed, with the mold bed connected to the mold base with the joining connectors.

La figura 11 es una vista explosionada de un ejemplo de realización de un conector de unión móvil. Figure 11 is an exploded view of an embodiment of a mobile joint connector.

La figura 12 es una vista de sección del conector de unión móvil de la figura 11 una vez montado. Figure 12 is a sectional view of the movable joint connector of Figure 11 when assembled.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

El objeto de la invención se refiere a un procedimiento de fabricación de moldes para moldear piezas formadas de materiales compuestos, permitiendo la realización de dichos moldes de una manera eficiente con una composición multimaterial. The object of the invention relates to a method for manufacturing molds for molding parts formed from composite materials, allowing said molds to be made in an efficient manner with a multi-material composition.

El molde (1) multimaterial que se fabrica con este procedimiento de la invención comprende, como se observa en la figura 1, una base de molde (2), un lecho de molde (3) y unos conectores de unión (5, 6) con los que se fijan entre sí la base de molde (2) y el lecho de molde (3), determinando un conjunto que permite las dilataciones térmicas entre las partes componentes del molde (1) unidas, sin generar tensiones y donde la superficie de contacto con las piezas a moldear, configurada por el lecho de molde (3), puede ser de un comportamiento térmico próximo al de las piezas que se moldean, de manera que con los moldes así realizados se pueden fabricar piezas de materiales compuestos sin variaciones geométricas significativas respecto de las especificaciones previstas. The multi-material mould (1) manufactured using this method of the invention comprises, as can be seen in Figure 1, a mould base (2), a mould bed (3) and joining connectors (5, 6) with which the mould base (2) and the mould bed (3) are fixed together, determining an assembly that allows thermal expansions between the component parts of the mould (1) joined together, without generating tension and where the contact surface with the pieces to be moulded, configured by the mould bed (3), can have a thermal behaviour close to that of the pieces being moulded, such that with the moulds made in this way, pieces of composite materials can be manufactured without significant geometric variations with respect to the expected specifications.

El procedimiento para fabricar dichos moldes comprende, en primer lugar, como se puede ver en la figura 2, la fabricación de la base de molde (2) mediante fabricación aditiva, para obtener dicha base de molde (2) según una pieza en bruto. The process for manufacturing said molds comprises, firstly, as can be seen in Figure 2, the manufacturing of the mold base (2) by means of additive manufacturing, to obtain said mold base (2) according to a blank piece.

Después de obtener la pieza en bruto de la base de molde (2), se realiza en esa pieza un mecanizado de conformación de superficie de moldeo (2.1), por ejemplo, mediante desbastado, afinado y estabilizado térmico, para que la misma base de molde (2) sirva como modelo de fabricación del lecho de molde (3). Preferentemente, además, en la superficie de moldeo (2.1) mecanizada se aplican tratamientos superficiales, para facilitar el desmoldeo del lecho de molde (3) con un acabado superficial adecuado, como se puede ver en la figura 3. After obtaining the blank of the mold base (2), a machining of molding surface (2.1) conformation is carried out on that piece, for example, by roughing, refining and thermal stabilization, so that the same mold base (2) serves as a manufacturing model of the mold bed (3). Preferably, in addition, surface treatments are applied to the machined molding surface (2.1), to facilitate the demolding of the mold bed (3) with a suitable surface finish, as can be seen in figure 3.

Una vez realizada la base de molde (2) en la forma indicada, se procede a la fabricación del lecho de molde (3), preferentemente en material compuesto reforzado con fibra continua, de vidrio o carbono, y empleando resinas preferentemente termoestables como por ejemplo resinas epoxídicas, fenólicas, vinilesteres, bismaleimidas, u otros; pero también con la posibilidad de emplear resinas termoplásticas avanzadas como PEEK, PAEK, PEI, u otros. La fabricación del lecho de molde (3) se realiza mediante un moldeo del material sobre la superficie de moldeo (2.1) mecanizada de la base de molde (2), con un curado posterior, pudiendo utilizarse materiales preimpregnados o materiales en formato seco, requiriendo en el caso de materiales secos un proceso de inyección o infusión de resina previo al curado. Se obtiene entonces un lecho de molde (3) sobre la base de molde (2) como se puede ver en la figura 4. Once the mold base (2) has been made in the indicated manner, the mold bed (3) is manufactured, preferably in composite material reinforced with continuous fiber, glass or carbon, and preferably using thermosetting resins such as epoxy, phenolic, vinyl esters, bismaleimides, or others; but also with the possibility of using advanced thermoplastic resins such as PEEK, PAEK, PEI, or others. The manufacture of the mold bed (3) is carried out by molding the material on the machined molding surface (2.1) of the mold base (2), with subsequent curing. Prepreg materials or materials in dry format can be used, requiring in the case of dry materials a resin injection or infusion process prior to curing. A mold bed (3) is then obtained on the mold base (2) as can be seen in Figure 4.

Después del curado del lecho de molde (3) moldeado, opcionalmente se puede retirar el lecho de molde (3) y realizar un mecanizado en la base de molde (2) para darle capacidades para su empleo como útil de mecanizado, como se puede ver en la figura 5. Así, en caso necesario se realizará un mecanizado superficial y un recanteo sobre la superficie de dicho lecho de molde (3) que dotará al lecho de molde de la geometría exterior y superficial necesaria para ser utilizado posteriormente como superficie de curado de las piezas a fabricar mediante el molde (1). Opcionalmente, se realizará en dicha base de molde (2) un mecanizado de ranuras para la distribución de vació, así como para la colocación de juntas de estanqueidad y tomas de vacío para facilitar el proceso de mecanizado y recanteo. After curing of the molded mold bed (3), the mold bed (3) can optionally be removed and machining performed on the mold base (2) to give it capabilities for use as a machining tool, as can be seen in figure 5. Thus, if necessary, surface machining and trimming will be performed on the surface of said mold bed (3) that will provide the mold bed with the exterior and surface geometry necessary to be used later as a curing surface for the pieces to be manufactured by means of the mold (1). Optionally, slot machining will be performed on said mold base (2) for vacuum distribution, as well as for the placement of sealing gaskets and vacuum inlets to facilitate the machining and trimming process.

De acuerdo con la figura 6, a continuación, se realizará en el lecho de molde (3) el mecanizado de unos alojamientos (4.2) necesarios para colocar los elementos de unión (5, 6) de montaje del molde (1), y tras la retirada del lecho de molde, tal y como se visualiza en la figura 7, se procederá con el mecanizado de los alojamientos (4.1) en la base de molde (2). According to figure 6, the machining of some housings (4.2) necessary to place the joining elements (5, 6) for mounting the mold (1) will then be carried out on the mold bed (3), and after removing the mold bed, as shown in figure 7, the machining of the housings (4.1) on the mold base (2) will be carried out.

Como se puede ver en la figura 8, posteriormente se colocarán los conectores de unión (5, 6) en los alojamientos (4.1) de la base de molde (2). As can be seen in figure 8, the joining connectors (5, 6) will subsequently be placed in the housings (4.1) of the mold base (2).

A continuación, se fijará el lecho de molde (3) con los conectores de unión (5, 6) a la base de molde (2) para formar el molde (1) como se puede ver en la figura 9. The mold bed (3) will then be fixed with the joining connectors (5, 6) to the mold base (2) to form the mold (1) as can be seen in Figure 9.

Los conectores de unión para la fijación relativa entre el lecho de molde (3) y la base de molde (2), pueden ser conectores fijos (5) o móviles (6), en función de la configuración específica de la geometría de las piezas a fabricar con el molde (1), pudiendo permitir dichos conectores de unión un ajuste geométrico de las partes componentes del molde (1), para obtener beneficios adicionales en la utilización del molde, como la compensación del retorno elástico. Dentro de los conectores móviles (6), en función de la geometría de pieza se emplearán conectores que permitan el desplazamiento en una o varias direcciones, permitiendo tanto en el caso de conectores fijos (5) como conectores móviles (6) el giro relativo. The joining connectors for the relative fixing between the mold bed (3) and the mold base (2), can be fixed connectors (5) or mobile connectors (6), depending on the specific configuration of the geometry of the pieces to be manufactured with the mold (1), said joining connectors being able to allow a geometric adjustment of the component parts of the mold (1), to obtain additional benefits in the use of the mold, such as the compensation of the elastic return. Within the mobile connectors (6), depending on the geometry of the piece, connectors will be used that allow movement in one or several directions, allowing both in the case of fixed connectors (5) and mobile connectors (6) the relative rotation.

Los conectores de unión (5, 6) pueden ser fijos como es el caso del conector fijo (5) mostrado en las figuras 8 y 9 de forma que en ese punto se fijan la base de molde (2) y el lecho de molde (3) sin posibilidad de desplazamiento relativo entre ambos, pero sí de rotación, o pueden ser conectores móviles (6), con capacidad de deslizamiento y/o rotación en una o varias direcciones. En el ejemplo práctico mostrado en las figuras, el conector móvil (6) tiene la configuración mostrada en más detalle en las figuras 11 y 12, teniendo dicho conector móvil (6) un canal de desplazamiento (6.1) en forma de coliso, que determina una disposición flexible que permite absorber dilataciones térmicas diferentes del lecho de molde (2) y la base de molde (1) en dicha dirección, sin que se generen deformaciones que afecten a la geometría estructural entre ambas partes (2, 3). The joining connectors (5, 6) can be fixed, as is the case of the fixed connector (5) shown in Figures 8 and 9, such that at that point the mold base (2) and the mold bed (3) are fixed without the possibility of relative movement between them, but they can rotate, or they can be mobile connectors (6), with the capacity to slide and/or rotate in one or several directions. In the practical example shown in the figures, the mobile connector (6) has the configuration shown in more detail in Figures 11 and 12, said mobile connector (6) having a sliding channel (6.1) in the form of a slot, which determines a flexible arrangement that allows absorbing different thermal expansions of the mold bed (2) and the mold base (1) in said direction, without generating deformations that affect the structural geometry between both parts (2, 3).

En el caso mostrado, la fijación de los elementos de unión (5, 6) se realiza sobre la base de molde (2) para completar la fijación con el lecho de molde (3), sin embargo, se contempla que pueda ser realizado de forma contraria fijando los elementos de unión (5, 6) al lecho de molde (3) en función de los requerimientos de la pieza a fabricar. En la figura 10 de sección del molde (1) se puede ver la disposición relativa entre el lecho de molde (3) y la base de molde (2). In the case shown, the fixing of the joining elements (5, 6) is carried out on the mould base (2) to complete the fixing with the mould bed (3), however, it is contemplated that it can be carried out in the opposite way by fixing the joining elements (5, 6) to the mould bed (3) depending on the requirements of the piece to be manufactured. In figure 10 of the section of the mould (1) the relative arrangement between the mould bed (3) and the mould base (2) can be seen.

El ejemplo mostrado en las figuras es un ejemplo de realización práctica sin embargo resultará evidente para los expertos en la materia que no es un ejemplo limitativo y podrá tener diferentes configuraciones siempre que no afecte a la extensión definida por las reivindicaciones. The example shown in the figures is an example of a practical embodiment, however it will be evident to those skilled in the art that it is not a limiting example and may have different configurations as long as it does not affect the scope defined by the claims.

Claims (8)

REIVINDICACIONES 1. - Procedimiento de fabricación de moldes (1) para piezas de materiales compuestos, que comprende las siguientes etapas:1. - Procedure for manufacturing moulds (1) for parts made of composite materials, comprising the following stages: - fabricación de una base de molde (2) mediante fabricación aditiva con una superficie de moldeo (2.1) con la geometría de la pieza a fabricar,- manufacturing of a mold base (2) by additive manufacturing with a molding surface (2.1) with the geometry of the part to be manufactured, - mecanizado de la superficie de moldeo (2.1) de la base de molde (2),- machining of the molding surface (2.1) of the mold base (2), - fabricación, sobre la superficie de moldeo (2.1) mecanizada, de un lecho de molde (3) mediante laminado en material compuesto,- manufacturing, on the machined moulding surface (2.1), of a mould bed (3) by lamination in composite material, - mecanizado en el lecho de molde (3) de unos alojamientos (4.2),- machining in the mould bed (3) of some housings (4.2), - retirada del lecho de molde (3) de la base de molde (2), y mecanizado en dicha base de molde (2) de unos alojamientos (4.1),- removal of the mold bed (3) from the mold base (2), and machining in said mold base (2) of housings (4.1), - incorporación del lecho de molde (3) mediante la fijación, en los alojamientos (4.1) de la base de molde (2) o en los alojamientos (4.2) del lecho de molde, de unos conectores de unión entre base de molde (2) y lecho de molde (3), siendo al menos uno de los conectores de unión, un conector fijo (5) configurado para conexión de la base de molde (2) y el lecho de molde (3) sin posibilidad de desplazamiento entre ambas pero sí de rotación, y el resto de conectores de unión siendo conectores móviles (6) configurados para permitir el movimiento relativo entre la base de molde (2) y el lecho de molde (3) en una o dos direcciones y/o una rotación, generando una unión deslizante entre lecho de molde (3) y base de molde (2).- incorporation of the mold bed (3) by fixing, in the housings (4.1) of the mold base (2) or in the housings (4.2) of the mold bed, some connectors for joining the mold base (2) and the mold bed (3), at least one of the connectors being a fixed connector (5) configured for connecting the mold base (2) and the mold bed (3) without the possibility of movement between the two but with the possibility of rotation, and the rest of the connectors being mobile connectors (6) configured to allow relative movement between the mold base (2) and the mold bed (3) in one or two directions and/or a rotation, generating a sliding connection between the mold bed (3) and the mold base (2). 2. - Procedimiento de fabricación de moldes (1) de acuerdo con la primera reivindicación, en el cual se aplican tratamientos superficiales sobre la superficie (2.1) mecanizada en la base de molde (2) para facilitar el desmoldeo del lecho de molde (3).2. - Method for manufacturing molds (1) according to the first claim, in which surface treatments are applied to the machined surface (2.1) on the mold base (2) to facilitate demolding from the mold bed (3). 3. - Procedimiento de fabricación de moldes (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde en la fabricación del lecho de molde (3) se aplica el material compuesto mediante medios manuales o automáticos, y posteriormente se realiza un curado, previo a su retirada.3. - Method for manufacturing molds (1) according to any one of the preceding claims, wherein in the manufacture of the mold bed (3) the composite material is applied by manual or automatic means, and subsequently cured, prior to its removal. 4. - Procedimiento de fabricación de moldes (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el lecho de molde (3) se fabrica con un sobredimensionado, y previamente a su retirada de la base de molde (2) se realiza sobre la superficie de dicho lecho de molde (3) un mecanizado superficial y un recanteo.4. - Method for manufacturing moulds (1) according to any one of the preceding claims, wherein the mould bed (3) is manufactured with an oversize, and prior to its removal from the mould base (2) a surface machining and trimming is carried out on the surface of said mould bed (3). 5. - Procedimiento de fabricación de moldes (1) de acuerdo con la reivindicación anterior, donde en la base de molde (2) se realizan mecanizados para incorporar juntas y tomas de vacío que permitan la correcta sujeción del lecho de molde (3) sobre la base de molde (2) durante el proceso de mecanizado superficial y recanteo.5. - Mold manufacturing process (1) according to the previous claim, where machining is carried out on the mold base (2) to incorporate joints and vacuum inlets that allow the correct fastening of the mold bed (3) on the mold base (2) during the surface machining and trimming process. 6. - Procedimiento de fabricación de moldes (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los conectores de unión (5, 6) están configurados para permitir un ajuste geométrico entre el lecho de molde (3) y la base de molde (2) ante diferentes niveles de dilatación térmica entre ellos.6. - Method for manufacturing molds (1) according to any one of the preceding claims, wherein the joining connectors (5, 6) are configured to allow a geometric adjustment between the mold bed (3) and the mold base (2) at different levels of thermal expansion between them. 7. - Procedimiento de fabricación de moldes (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde se realizan sucesivos mecanizados para adaptar el molde a los nuevos requerimientos tras su uso.7. - Method for manufacturing molds (1) according to any one of the preceding claims, where successive machining operations are carried out to adapt the mold to the new requirements after its use. 8.- Molde (1) de fabricación de piezas en materiales compuestos obtenible según un procedimiento de fabricación de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una base de molde (2) realizada por fabricación aditiva, un lecho de molde (3) fabricado en material compuesto, y dispuesto dicho lecho de molde (3) sobre la base de molde (2) con unos conectores de unión (5, 6) que permiten un movimiento relativo entre ambas partes componentes del molde (1) para absorber las diferencias de dilatación térmica durante el procedimiento de moldeo de la pieza.8.- Mold (1) for manufacturing parts in composite materials obtainable according to a manufacturing process according to any one of the preceding claims, comprising a mold base (2) made by additive manufacturing, a mold bed (3) made of composite material, and said mold bed (3) arranged on the mold base (2) with joining connectors (5, 6) that allow relative movement between both component parts of the mold (1) to absorb the differences in thermal expansion during the molding process of the part.
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