ES2884900T3

ES2884900T3 - Procedimiento para instalar cables impresos en sistemas colectores de cables para aeronaves, y elemento compuesto con un sistema colector de cables integrado

Info

Publication number: ES2884900T3
Application number: ES18382418T
Authority: ES
Inventors: Jose Sanchez-Gomez; Varela Tamara Blanco; Maur Cristobal Federico Brito; Alain Rodeghiero
Original assignee: Airbus Operations GmbH; Airbus Operations SL; Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations GmbH; Airbus Operations SL; Airbus Operations SAS
Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2021-12-13
Anticipated expiration: 2038-06-13
Also published as: EP3582233B1; US20190386474A1; CN110600193A; EP3582233A1

Abstract

Un procedimiento para instalar cables impresos en un sistema colector de cables de una aeronave, comprendiendo el procedimiento: imprimir (303, 403) al menos una primera traza conductora que comprende partículas conductoras en una superficie de una aeronave, con una tecnología de impresión; imprimir (303, 403) al menos una segunda traza conductora que comprende partículas conductoras en la superficie de una aeronave con la tecnología de impresión, sinterizar (304, 404) la primera y la segunda trazas conductoras por medio de un láser; interponer (305, 405) una película aislante entre la primera y la segunda trazas conductoras, en el que la primera y segunda trazas conductoras comprenden una longitud de traza inferior a 5 metros, y en el que la primera y la segunda trazas conductoras se imprimen con una traza protectora.

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para instalar cables impresos en sistemas colectores de cables para aeronaves, y elemento compuesto con un sistema colector de cables integrado

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para instalar cables que imprime trazas conductoras en una superficie de una aeronave, para completar un circuito eléctrico de un sistema colector de cables, y a un elemento compuesto para una aeronave con un sistema colector de cables integrado.

Antecedentes de la invención

Convencionalmente, en una aeronave los cables se enrutan a lo largo de la misma y en particular a través de su fuselaje utilizando colectores de enrutamiento de cables que son miembros estructurales sustancialmente inflexibles para el montaje de cables, ya sean cables coaxiales o cables de par trenzado. La instalación de un sistema colector que comprende una gran cantidad de cables y varios colectores individuales es un procedimiento costoso y laborioso, en el que se deben realizar operaciones de taladrado y atornillado de piezas. Por lo tanto, los procedimientos de instalación actuales de los sistemas colectores pueden llevar mucho tiempo, especialmente cuando se trata de ubicaciones complejas, p. ej. un sistema colector para la puerta de una aeronave comprende 24 cables a ensamblar en la misma, tal como se muestra en la figura 1.

En la actualidad, todas las instalaciones de colectores de cables conllevan un procedimiento de instalación de soporte que implica el taladrado y atornillado de piezas, y/o técnicas de adhesión previas a los procedimientos de instalación de cables y de conexión de cables, como se muestra en la figura 2. La instalación de colectores de cables puede ser un procedimiento costoso que requiere un control preciso del procedimiento para evitar comprometer la calidad y el rendimiento del sistema. Asimismo, los procedimientos de instalación de cables convencionales aumentan el tiempo de producción, los costos de materiales e implican defectos de origen humano. Por lo tanto, resulta deseable un procedimiento para instalar cables en sistemas colectores que simplifique los procedimientos de instalación de cables actuales y que resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados. El documento EP3216690A1 se refiere a un procedimiento para fabricar un panel de revestimiento con líneas eléctricas integradas, para revestir una cabina de pasajeros de una aeronave o nave espacial. El procedimiento comprende usar (M3) una técnica de fabricación aditiva (AM) o de impresión 3D para formar las líneas eléctricas sobre un cuerpo del panel de revestimiento, o dentro del mismo. La presente invención se refiere adicionalmente a un panel de revestimiento, con líneas eléctricas integradas, para el revestimiento de una cabina de pasajeros de una aeronave o nave espacial. El panel de revestimiento comprende un cuerpo de panel y líneas eléctricas que se forman sobre el cuerpo de panel, o dentro del mismo, usando una técnica de impresión de AM o 3D.

Descripción de la invención

Con el procedimiento propuesto para instalar cables en sistemas colectores para aeronaves es posible simplificar los procedimientos actuales de instalación de colectores de cables, evitando al menos el procedimiento de instalación de soporte previo a los procedimientos de instalación de cables y conexiones de cables. Por lo tanto, en un aspecto la presente invención se refiere a un procedimiento para instalar cables impresos en un sistema colector que comprende imprimir un número predeterminado de pares de trazas conductoras independientes sobre una superficie o cualquier otra estructura del fuselaje de una aeronave, sinterizando los pares de trazas conductoras independientes por medio de un láser, e interponiendo una película aislante entre los pares de trazas conductoras independientes. La compatibilidad electromagnética entre pares de trazas conductoras independientes es equivalente a la conseguida mediante los pares trenzados que se utilizan en los sistemas colectores convencionales. Por lo tanto, los pares comprenden una longitud de traza inferior a 5 metros y las trazas se imprimen con una traza protectora para reducir la diafonía. Normalmente, las trazas protectoras están conectadas a tierra por ambos extremos.

Un segundo aspecto de la invención es un sistema colector integrado que cuenta con una instalación de cables impresos, que se obtiene mediante el procedimiento para instalar cables impresos de acuerdo con la presente invención.

Un tercer aspecto de la invención es un elemento compuesto para una aeronave con un sistema colector integrado de acuerdo con la presente invención. El sistema colector se obtiene imprimiendo un número predeterminado de pares de trazas conductoras sobre una superficie del elemento compuesto, mediante una tecnología de impresión para elementos electrónicos impresos. La tecnología de impresión permite aplicar rutas metálicas impresas sobre el elemento compuesto de la aeronave. Las tecnologías impresas para elementos electrónicos pueden crear dispositivos eléctricos sobre diversos sustratos e implican procedimientos de bajo costo. Algunos ejemplos de tecnologías de impresión que se utilizan de acuerdo con la presente invención son tecnologías a base de tinta, p. ej. impresión por chorro de tinta tal como chorro de aerosol , y tecnologías a base de polvo, p. ej. pulverización fría dinámica de gas (CS). El cobre, así como otros conductores, se adaptan bien a las capacidades eléctricas de los cables impresos con una resistencia lineal máxima de 34 Q/km.

Las tecnologías de impresión anteriormente mencionadas proporcionan estabilidad en la adhesión para evitar el pelado de las rutas metálicas impresas. Asimismo, las rutas metálicas impresas aplicadas logran el grosor correcto para permitir los requisitos eléctricos del sistema, principalmente la corriente y la resistencia eléctrica lineal.

En un ejemplo de acuerdo con la presente divulgación, una puerta de una aeronave comprende el elemento compuesto; en el que las rutas metálicas impresas se imprimen sobre la superficie de bastidor de la puerta de polímero reforzado con fibra de carbono (en adelante CFRP), a base de cualquiera de las técnicas anteriormente mencionadas. En otro ejemplo, de acuerdo con la presente divulgación una sección de fuselaje de una aeronave comprende el elemento compuesto.

Con el procedimiento propuesto ya no resulta necesario el procedimiento de instalación de soporte, lo que evita gastos de materiales. Asimismo, el procedimiento propuesto es un procedimiento automático que evita los defectos de origen humano, reduce los pasos de fabricación y el mantenimiento. Asimismo, el procedimiento propuesto ayuda a ahorrar tiempo, costes y recursos. Adicionalmente, la impresión electrónica permite reducir la duración de la instalación; por tanto, es posible reducir el tiempo de producción y se ahorran recursos relacionados. Dado que las trazas conductoras o rutas metálicas se imprimen automáticamente, es posible lograr una modularización multifuncional y reducir así los esfuerzos de montaje. Asimismo, la cantidad de piezas sólidas en comparación con los sistemas convencionales disminuye con la correspondiente reducción de peso y, por lo tanto, aumenta el espacio disponible.

Breve descripción de los dibujos

Para una mejor comprensión de la explicación anterior, y con el único fin de proporcionar un ejemplo, se incluyen unos dibujos no limitativos que ilustran esquemáticamente una realización práctica.

La figura 1 muestra un sistema colector de cables convencional de una puerta de una aeronave.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques para un procedimiento de instalación de cables convencional.

La figura 3 muestra un primer diagrama de bloques para instalar cables impresos en un sistema colector de acuerdo con la presente divulgación, que usa chorro de aerosol como tecnología de impresión.

La figura 4 muestra un segundo diagrama de bloques para instalar cables impresos en un sistema colector de acuerdo con la presente divulgación, que usa pulverización fría como tecnología de impresión.

Realización preferente de la invención

La figura 1 muestra un sistema colector 100 convencional de una puerta de una aeronave. Como se ha mencionado previamente, en algunas aeronaves un sistema colector puede comprender 24 cables que cumplen funciones de unión, puesta a tierra, alimentación y analógicas a ensamblar en la puerta de la aeronave. Este montaje resulta complejo, costoso y está sujeto al desgaste y a tareas de mantenimiento.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques 200 para un procedimiento de instalación de cables convencional. El diagrama de bloques 200 comprende un bloque 201 para mecanizar la superficie de CFRP, de modo que se corte dicha superficie de CFRP con una forma y tamaño finales deseados mediante un procedimiento de eliminación controlada de material. El diagrama de bloques 200 comprende un bloque 202 para la instalación de soporte que puede implicar varios pasos, tales como técnicas de taladrado/atornillado y/o adhesión, que conllevan un procedimiento costoso que precisa un control preciso del mismo para evitar comprometer la calidad y el rendimiento del sistema. Asimismo, el diagrama de bloques 200 comprende un bloque 203 para la instalación de cables y un bloque 204 para la conexión de cables.

La figura 3 muestra un diagrama de bloques 300 para instalar cables impresos en un sistema colector para una superficie de CFRP del fuselaje de una aeronave. Las trazas conductoras se imprimen utilizando chorro de aerosol como tecnología de impresión. El diagrama de bloques 300 comprende un bloque 301 para mecanizar la superficie de CFRP, de modo que se corte dicha superficie de CFRP con una forma y tamaño finales deseados mediante un procedimiento de eliminación controlada de material. El diagrama de bloques 300 comprende adicionalmente un bloque 302 para limpiar la superficie de CFRP. El diagrama de bloques 300 comprende adicionalmente un bloque 303 para imprimir pares de rutas metálicas sobre la superficie de CFR^p, utilizando chorro de aerosol.

El diagrama de bloques 300 comprende adicionalmente un bloque 304 para la sinterización por láser, para sinterizar el material en polvo comprendido en las rutas metálicas. La sinterización es un procedimiento para compactar y formar una masa sólida de material conductor a partir del polvo conductor que comprenden las rutas metálicas impresas. La sinterización se puede realizar aplicando calor con un láser, sin derretimiento hasta el punto de licuefacción.

El diagrama de bloques 300 comprende adicionalmente un bloque 305 para el aislamiento de cables entre los pares de rutas metálicas impresas. Para lograr una conductividad eléctrica correcta y, en consecuencia, una resistencia eléctrica lineal mínima para eliminar la diafonía, se interpone una película aislante entre los pares de rutas metálicas. La película aislante proporciona blindaje y protección entre dichos pares de rutas metálicas.

El diagrama de bloques 300 comprende adicionalmente un bloque 306 para completar el circuito eléctrico después de aplicar un número predeterminado de pares de rutas metálicas, como parte del sistema colector, mediante la conexión de una fuente de tensión, una carga, etc. En un ejemplo, el sistema colector está construido para una puerta de una aeronave que comprende 192 rutas metálicas impresas agrupadas en 96 pares correspondientes a 24 cables trenzados.

La figura 4 muestra un diagrama de bloques 400 para instalar cables impresos en un sistema colector para una superficie de CFRP del fuselaje de una aeronave. Las rutas metálicas se imprimen utilizando pulverización fría como tecnología de impresión. El diagrama de bloques 400 comprende un bloque 401 para mecanizar la superficie de CFRP. El diagrama de bloques 400 comprende adicionalmente un bloque 402 para limpiar y proteger la superficie de CFRP. El diagrama de bloques 400 comprende adicionalmente un bloque 403 para imprimir pares de rutas metálicas sobre la superficie de CFRP, utilizando pulverización fría.

El diagrama de bloques 400 comprende adicionalmente un bloque 404 para la sinterización por láser, para sinterizar el material en polvo comprendido en las rutas metálicas. El diagrama de bloques 400 comprende adicionalmente un bloque 405 para el aislamiento de cables entre pares de rutas metálicas impresas, para lograr los beneficios eléctricos de los cables trenzados entre pares y obtener una resistencia eléctrica lineal mínima. El diagrama de bloques 400 comprende adicionalmente un bloque 406 para completar el circuito eléctrico después de aplicar un número predeterminado de pares de rutas metálicas conductores requeridas por el sistema colector.

A pesar de que se ha hecho referencia a una realización específica de la invención, para las personas expertas en la técnica resultará evidente que el protector contra rayos descrito en el presente documento es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser substituidos para otros técnicamente equivalentes sin salirse del alcance de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para instalar cables impresos en un sistema colector de cables de una aeronave, comprendiendo el procedimiento:

imprimir (303, 403) al menos una primera traza conductora que comprende partículas conductoras en una superficie de una aeronave, con una tecnología de impresión;

imprimir (303, 403) al menos una segunda traza conductora que comprende partículas conductoras en la superficie de una aeronave con la tecnología de impresión,

sinterizar (304, 404) la primera y la segunda trazas conductoras por medio de un láser;

interponer (305, 405) una película aislante entre la primera y la segunda trazas conductoras,

en el que la primera y segunda trazas conductoras comprenden una longitud de traza inferior a 5 metros, y en el que la primera y la segunda trazas conductoras se imprimen con una traza protectora.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente limpiar (302) la superficie de una aeronave antes de imprimir la primera y segunda trazas conductoras.

3. El procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 2, en el que la tecnología de impresión consiste en impresión a base de tinta.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la tecnología de impresión a base de tinta consiste en chorro de aerosol.

5. El procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 2, en el que la tecnología de impresión consiste en impresión a base de polvo.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la tecnología de impresión a base de polvo consiste en pulverización fría.

7. El procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, que comprende utilizar cobre como conductor para la tecnología de impresión.

8. Un sistema colector de cables integrado que cuenta con una instalación de cables impresos que se obtiene de acuerdo con el procedimiento de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Un elemento compuesto que comprende el sistema colector de cables integrado de acuerdo con la reivindicación 8.

10. Una sección de fuselaje que comprende el elemento compuesto de la reivindicación 9.

11. Una puerta de una aeronave que comprende el elemento compuesto de la reivindicación 9.