JP2000507517A

JP2000507517A - 圧縮硬化される複合材物体のレイアップ及び製造中に厚さを制御するための方法及び装置

Info

Publication number: JP2000507517A
Application number: JP9535270A
Authority: JP
Inventors: シー．アール．デイヴィス，ジェオフレー
Original assignee: Sikorsky Aircraft Corp
Current assignee: Sikorsky Aircraft Corp
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 2000-06-20
Also published as: EP0891249B1; EP0891249A1; DE69713577T2; US5759325A; CA2250272A1; EP1175991A1; US6000453A; DE69713577D1; WO1997036735A1

Abstract

(57)【要約】圧縮硬化される複合材物体の製造中に厚さを制御するための方法及び装置を提供する。この方法は、予備的ステージ（１２）と製造ステージとを有しており、プリプレグプライは、レイアップされ（１６）、圧縮され（１８）て、複数のラミネートが形成され、この複数のラミネートは、上記複合材物体の未硬化形状を有する最終ラミネートパッケージを構成している。上記最終ラミネートパッケージは、上記最終ラミネートパッケージの中心平面又は中心線にレイアップされる補助プライパックを有していて、上記最終ラミネートパッケージの全厚さを制御するようになっている。上記予備的ステージでレイアップされた上記プリプレグプライは、予ま切断され、上記複合材物体の最終ネット形状を形成するるが、幅手方向の拡大部を有していて、上記最終ラミネートパッケージの硬化中における厚さ制御を容易にさせている。上記方法は、さらに、製造ステージ（２８）を有し、変形自在な背圧システムが、上記最終ラミネートパッケージ（３２）に組み合わされて密着され、その後硬化サイクル（３６）が施されて硬化された上記複合材物体が形成される。上記変形自在な背圧システムは、上記硬化サイクルの間に制御されつつ変形して、上記最終ラミネートパッケージの横方向膨張を制御及び制限するようになっている。この変形自在な背圧システムはまた、硬化サイクル中でのファイバの漏れ出しを防止している。

Description

【発明の詳細な説明】圧縮硬化される複合材物体のレイアップ及び製造中に厚さを制御するための方法及び装置技術分野本発明は、複合材物体を製造するための方法及び装置に関し、より詳細には圧縮硬化される複合材物体のレイアップ及び製造中の厚さを制御するための方法及び装置に関する。本発明の方法及び装置は、特に圧縮硬化されるヘリコプタのフレックスビームの厚さを制御する際に有効である。背景技術多種の用途における複合材材料の利用は、ますます広がりを見せている。特に航空機分野における複合材材料の使用は、金属材料よりも複合材材料の強度−重量の観点における効果のため、絶え間なく拡大されている。物体を製造する際に複合材を用いる場合には、特に製造される特定の複合材物体の製造プロセスのプロセス設計及び装置に対して留意する必要がある。航空機分野における複合材物体製造プロセスにおけるプロセス設計及び装置において配慮するべき主要な点は、再現性良く、例えば厚さ、幅、長さといった一つ以上の設計寸法に対して最小のばらつきとして複合材物体を製造できることを挙げることができる。上述の一つ以上の設計寸法に対する許容範囲外のばらつきは、上記複合材物体の構造的利用性に対して悪影響を与え、例えば互いに隣接する複合材物体と組み合わせて、その規格外の複合材を一体化させることができなくなってしまうことになる。しかしながら、より重要な点は、上述のような１つ以上の設計寸法に対して規格外でばらつくことは、上記複合材物体の設計予想特性に悪影響を与えることにある。これは、特に航空機分野に利用される複合材物体の製造においては特に考慮すべき問題である。例えば、複合材フレックスビームをヘリコプタメインロータアッセンブリに用いる場合には、常に問題とされる。複合材フレックスビームの代表的な例としては、それぞれ米国特許第5,431,538号（ヘリコプタベアリングレスメインロータアッセンブリのハイブリッド複合材フレックスビーム）及び米国特許第5,372,47 9号（ヘリコプタベアリングレスメインロータアッセンブリのハイブリッド複合材フレックスビーム）を挙げることができる。ベアリングレスメインロータアツセンブリ（bearingless main rotor assembry：BMR）に用いる複合材フレックスビームは、要求規格範囲に適合する必要がある。これは、BMRアセンブリの運転によりこの複合材フレックスビームに生じる、例えばフラップ方向、翼弦方向、ねじり、遠心力負荷といった振動条件等限界的な負荷を受けている際のまげ応力、専断応力、そりといった設計予想特性を適合させる必要があるためである。上述の限界的な負荷条件としては、スタートアップ時及び停止時を挙げることができ、これらの際には低周波数のフラップ方向及び翼弦方向の高い応力が加えられ、また、前進飛行中には、高周波数例えば１サイクル／回転での振動フラップ及びまげ変形といった高い応力が加えられる。複合材フレックスビームの設計寸法についての厳密性としては、例えば複合材フレックスビームが上記メインロータのブレードをそのロータハブアッセンブリへと遠心力負荷を伝達させ得る程度に所定の最低断面積を有している必要があることを上げることができる。しかしながら逆に、上記複合材料の厚さは、上記複合材フレックスビームが最大可能な剪断応力限界を越えないように最低化を図る必要がある。フラップ方向及び翼弦方向の負荷は、曲げ応力に適合させるために上記フレックスビームに材料を付け加える必要を生じさせる。上述の付加材料は、しかしながらフレックスビームの剛性を増加させてしまい、ヒンジオフセットを生じさせてしまうことになる。柔軟な面内ロータ設計では、上記翼弦方向フレックスビーム剛性は、約０．７サイクル／回転のロータ翼弦方向周波数を達成する必要によって支配される。上記フレックスビームが翼弦方向にあまりにも変形しすぎると、上記BMRは、空力的及び構造的不安定性を生じやすくなってしまう。しかしながら、上記フレックスビームの剛性がありすぎると、翼弦方向の負荷は、１サイクル／回転まで増加してしまう。ピッチ領域におけるねじり剛性は、ピッチアクチュエータへの要求を最低化させるように保持する必要がある。対照的に、上記ピッチ領域における上記ねじり剛性は、端部方向負荷下において、そり安定性を保証するよう充分に高くする必要もある。したがって、複合材フレックスビームの予想設計特性は、上述の複合材フレックスビームの寸法設計と相俟って互いに関連し、相互依存する。したがって、最終複合材フレックスビームがそれぞれの基準値以内となるようにし、上述の複合材フレックスビームの設計寸法に要求される許容規格を越えないようにして複合材フレックスビームを製造するプロセスが要求されていた。発明の開示本発明の１つの目的は、圧縮硬化される複合材物体の厚さを正確に制御する方法を提供することにある。本発明はまた、圧縮硬化される複合材物体の厚さを正確に制御するための方法を提供することを目的とし、この方法は、予備的ステージを有しており、この予備的ステージは、この予備的ステージの間において補助プライパックを中間ラミネートパッケージと組み合わせてレイアップすることで厚さを制御する。さらに、本発明の目的は、正確に圧縮硬化された複合材物体の厚さを制御する方法を提供することにあり、この方法は、製造ステージを有しており、この製造ステージは、この製造ステージの間における変形自在な加圧システムを最終ラミネートパッケージと組み合わせて、厚さを制御するようになっている。本発明の上記目的及びその他の目的については、圧縮硬化される複合材物体のレイアップ及び製造中に正確に厚さを制御する方法のために用いられる手段を提供することにより達成される。この手段は、予備的ステージと製造ステージとを有している。上記予備的ステージは、予備モールドアッセンブリを組み立てるステップを有している。この予備モールドアッセンブリは、ベースモールド部材をを有している。さらに、上記予備的ステージには、複数のプリプレグプライを上記予備モールドアッセンブリの上記ベースモールド部材にレイアップし、このレイアップされたプリプレグプライをラミネートするステップと、上記予備モールドアッセンブリ内にレイアップされたこの複数のプリプレグプライを真空圧縮するステップと、このプリプレグプライレイアップステップを繰り返すステップと、オートクレーブで中間的ラミネートパッケージを圧縮するステップと、多数の補助プライパックをこのオートクレーブ内で圧縮された中間ラミネートパッケージと組み合わせてレイアップするステップと、上記プリプレグレイアップステップを繰り返すステップと、上記オートクレーブ圧縮ステップをオートクレーブにより圧縮された最終ラミネートパッケージが形成されるように上記オートクレーブ圧縮を繰り返すステップと、を有している。上記の方法における製造ステップには、上記予備モールドアッセンブリを取り外して、そのモールド部材上で上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージを露出させるステップと、変形自在な背圧システムを上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージに密着させて装着するステップと、上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージを収容した上記ベースモールド部材を再度組み付けて、製造モールドアッセンブリを構成するステップと、この製造モールドアッセンブリ内で最終ラミネートパッケージをオートクレーブ圧縮して、加熱プラテンプレス内で硬化サイクルを行わせ、硬化複合材物体を形成するステップと、上記製造モールドアッセンブリを取り外して収容されている上記硬化複合材物体を取り出すステップと、を有している。図面の簡単な説明本発明及び本発明の付随的な特徴及び効果をより完全に理解するために、下記の詳細な説明を、下記の図面とともに参照することができる。図１は、本発明の方法に含まれる取り付けステップを示した概略図である。図２Ａ，２Ｂは、本発明の方法を用いて製造されるヘリコプタ用ハイブリッド複合材フレックスビームを示した図である。図３Ａは、本発明の方法に用いる予備モールドアッセンブリを示した図であり、この予備モールドアッセンブリは、内部にラミネートレイアップ体を形成するプリプレグプライを収容している。図３Ｂは、本発明の方法の上記予備的ステップの間に形成される補助プライパックが組み合わされた中間ラミネートパッケージを示した図である。図３Ｃは、本発明の方法における予備的ステージの間に形成される最終ラミネートパッケージを示した図である。図３Ｄは、上記最終ラミネートパッケージの端部に密着して組み合わされた変形自在な背圧システムを示した図である。図３Ｅ，Ｆは、本発明の方法に用いられる製造モールドアッセンブリを示した図である。図３Ｆは、本発明の方法における上記製造ステップに用いられる加熱プラテンによって規格密閉力が加えられた上記製造モールドの位置を示した図である。図３Ｇは、上記加熱プレスによって加えられた最高密閉力により完全に閉じられた位置を示した上記製造モールドアッセンブリを示した図である。図４Ａは、上記最終ラミネートパッケージが最小厚にまで変化している条件での上記製造モールドアッセンブリの初期形状を示した図である。図４Ｂは、最小厚にまで変化している上記最終ラミネートパッケージの硬化後の図４Ａに示した上記製造モールドの最終形状を示した図である。図５Ａは、上記最終ラミネートパッケージが最大厚にまで変化をしている条件での上記製造モールドアッセンブリの初期形状を示した図である。図５Ｂは、最大厚にまで変化している上記最終ラミネートパッケージの硬化後の図５Ａに示した上記製造モールドの最終形状を示した図である。発明の最良の実施態様以下に、本発明の圧縮硬化される複合材物体の厚制御について説明する。この方法は、予備的ステージ及び製造ステージの双方の間において厚さを制御する方法であり、プリプレグプライは、レイアップされて最終ラミネートパッケージ（図３Ｃ）を形成し、この最終ラミネートパッケージは、製造されるべき複合材物体の製造ステージの間における未硬化形状を規定している。変形自在な背圧システムは、製造ステージの間にこの最終ラミネートパッケージに密着して組み合わされ、その後硬化複合材物体を形成するために硬化が行われるようになっている。この方法は、厚さの変動が最小となった複雑な複合材物体の繰り返し行われる製造を容易とする。上記方法は、著しくプライあたりの厚さが変動するプリプレグプライを用いた厚い複合材物体をレイアップさせ、かつ硬化させるに際し、現実的かつ経済的な方法を提供する。本発明による上記方法の製造ステージは、この方法に用いられる上記プリプレグプライの約５％以内に厚さ変動を抑えることを可能とする。また、この方法は、本発明の方法の上記予備的ステージにおける装置が本発明で用いられる上記プリプレグプライの約１２％にまで厚さ変動を抑えることを可能とさせ、全体では、本方法は、本発明の方法において用いられる上記プリプレグプライの約１７％の厚さ変動に抑えることを可能とする。本発明の方法は、プリプレグ材料を用いるため設計される。プリプレグ材料は、複合材材料である。このプリプレグ材料は、ヤーン、ファイバ、又はグラスファイバやカーボンファイバといった強化材料ファイバ・ファイバトウを、エポキシ樹脂といった所定量の有機樹脂に埋設して、このファイバ強化有機樹脂を台上に載せて乾燥させて、部分的硬化して「粘着する」複合材料であるプリプレグシート又はテープとして硬化させ、次いで保護シートにパッケージされたものである。例えば、プリプレグシート又はテープは、ホットメルト樹脂プロセスによって製造され、上記有機樹脂が加熱され、この加熱された有機樹脂がフィルムとしてエクストルージョンされ、このエクストルージョンされた樹脂フィルムに熱いうちにファイバ強化材料が含浸され、このファイバ強化されたエクストルージョン有機樹脂フィルムが冷却された後、粘着質の複合材材料が形成される。上記プリプレグシート又はテープは本発明の方法の、上記予備的ステージではすべての操作を、粘着する条件下で行う。本発明の方法の実施例に用いられる上記プリプレグプライは、より詳細には後述するように「一方向性の」プリプレグシート又はテープから形成される。この「一方向性」とは、上記ファイバが上記プリプレグシート又はテープ内で例えば０°，９０°，＋４５°， −４５°のファイバ配向を有していることを意味する。このファイバ配向は、製造される上記複合材物体の特定の軸に対して規定されている。例えば、米国特許第5,431,538号及び5,372,479号では、上記複合材フレックスビームを製造する際に用いる上記複合材材料のファイバ配向は、上記フレックスビームの翼幅方向に対して規定されている（図２Ｂの参照符号Ｓ_Rを参照されたい）。強化材料要素として、一方向性ファイバ織布材料のプリプレグシート又はプリプレグテープも又使用することができ、この一方向性ファイバ織布は、上記織布材料の約９０〜９５％が定められた配向とされ、残りの５〜１０％のファイバが上記配向規定されたファイバに直交するようにされている。これらの直交ファイバは、このような織布材料から形成されたプリプレグシート又はテープを、すべての強化ファイバが単一にのみ配向されているプリプレグやテープよりも取り扱い又はプロセッシング中に安定化させることができる。本発明の出願譲受人であるシコルスキーエアクラフト社のような、例えば後述するヘリコプタ用フレックスビームといった複合材物体を製造する本来の装置製造者は、製造する際に概ねプリプレグシート又はテープといった最終製品をバルクロットとして、上述のプリプレグシート又はテープを製造する経験を有する個別的な販売者から購入する。各プリプレグシート又はテープ（これに付随して、どのようなプリプレグプライを切断した物も含む）でも、各販売者が適合させる硬化後規格厚さを有している。しかしながら、上述のプリプレグシート又はテープは、公称規格硬化厚が約±８％の材料変動を有している。材料厚さの個々のプリプレグシート又はテープの変動は、ファイバ含有量の変動、ファイバ埋設の不完全さ（例えば埋設され、含浸された強化ファイバ間が不均一に網目化していること）、樹脂含有量の変動及びそれぞれのプリプレグシート又はテープにトラップされた空気等によるものである。プリプレグプライは、予め上記プリプレグシート又はテープから本発明の方法に用いるような所定形状に切断される（より詳細には、幅方向の寸法に対する上記プリプレグプライの形状において述べる。）。予備切断は、典型的には、当業界で知られている多くの数値制御されたプライカッタによって切断される。当業者によれば、上記プリプレグプライの数及び必要形状は、製造される上記複合材物体の形状と複雑性に依存することが理解されよう。本発明の方法及び装置は、図２Ａ，２Ｂに示すようなヘリコプタのためのハイブリッドフレックスビームＦＢを製造するものとして説明する。コマンチヘリコプタ用のこのハイブリッド複合フレックスビームＦＢは、極めて複雑な複合材物体であり、このフレックスビームは、８００のグラスファイバ及びカーボンファイバプライが入り交じって用いられている。図２Ｂを見ると、上記複合材フレックスビームＦＢの設計厚さは、径方向の翼幅Ｓ_Rにわたって、上記複合材フレックスビームＦＢのピッチ領域である最小厚さＴ_minからハブ取り付け領域における最大厚さＴ_maxまで著しく変化する。コマンチの複合材フレックスビームＦＢでは、Ｔ_minは、約０．７６ｃｍ（０．３インチ）で、Ｔ_maxは、約６．３５ｃｍ（２．５インチ）であり、上記複合材フレックスビームＦＢの設計厚さは、約８．３：１の翼幅方向厚さ分布を有している。上記複合材フレックスビームＦＢの剛性は、上記複合材フレックスビームＦＢの１次フレキシブルモードに対しては、上記複合材フレックスビームＦＢの設計厚さの３乗に比例して変化するので、その製造中に上記複合材フレックスビームＦＢの厚さ設計を正確に制御することが重要となる。その結果、上記フレックスビームＦＢは、必要とされる動的応答特性を発揮することになる。上記複合材フレックスビームＦＢの設計厚さを達成するに当たっての最も重要な要因は、高い厚さ許容度を持って、すなわち、製造プロセス中に上記複合材フレックスビームＦＢの径方向スパンＲＳにわたって約±０．０２５４ｃｍ（±０．０１０インチ）で繰り返し行うことができることにある。本発明の上記方法及び装置は、ヘリコプタ用のフレックスビームの厚さをその製造中に制御するとして説明しているが、当業者によれば、本発明の方法及び装置は、設計厚さを正確に制御しなければならない種々の広い用途において利用できることが理解されよう。図面では、同様の部材には、同様の参照符号を付して示している。図１は、本発明の方法を示した概略図である。この方法１０は、圧縮硬化される複合材物体のレイアップ及び製造の際の厚さを制御するために用いられる。図１に示されるように、本発明の方法１０は、予備的ステージ１２と製造ステージ２８と、を有している。上記予備的ステージ１２は、予備プロセスステップ１４−２６を有しており、これらのステップは、一方向プリプレグプライと補助プライパックを予備モールドアッセンブリ内でレイアップし、かつ真空とし、オートクレーブ圧縮サイクルを行って、製造するべき上記複合材の形状を備えた上記最終ラミネートパッケージを形成する。上記予備的ステージにおいてレイアップされる上記プリプレグプライ及び上記補助プライパックは、上記複合材物体の最終的な形状となるように、それぞれ予め切断されて形状が付けられているが、上記最終ラミネートパッケージの硬化中の厚さを制御するのを容易にするために、幅手方向の拡大部が設けられている。上記製造ステージ２８は、製造プロセスステップ３０−４０を有しており、変形自在の背圧システムが上記最終ラミネートパッケージに組み合わされて密着され、この得られた組み合わせ体が製造モールドアッセンブリ内で硬化する準備が行われ、その後加熱プラテンプレス内で硬化サイクルが行われて上記硬化複合材物体が形成される。上記硬化複合材物体は、その幅手方向寸法がネット形状となるように機械加工されて、最終複合材物体が形成される。本発明の方法１０の上記予備的ステージ１２及び製造ステージ２８は、適合する金属モールドアッセンブリを用いるように設計されている。製造プロセスを提供するのではなく、製造プロセスの改善を図る本発明で説明する実施例では、それらの部品は、より詳細には後述するように、本願に適した、コスト及び製造上の理由から工具鋼といった金属材料により製造されている。工具鋼は、比較的安価なモールド材料であり、グラスファイバから形成されるプリプレグプライの膨張率と同程度の熱膨張率を有する（グラスファイバ強化ファイバを含有するプリプレグプライは、米国特許第5,431.538号では、上記複合材フレックスビームＦＢの約７５％を占めている。）。当業者によれば、本発明の方法１０に用いるプリプレグプライの組成に応じて他の材料でも、上記適合した金属モールドアッセンブリを含む部品を製造するために用いることができることは理解されよう。例えば、INVAR（登録商標）材料は、鉄−ニッケル合金であり、４０−５０％のニッケルを含有し、著しく小さな熱膨張係数を有していて、複合材フレックスビームＦＢのフルスケールでの製造のための本発明の方法１０に用いる、適合した金属材料モールドアッセンブリを含んだ部品を製造するために用いることができる。ここで、上記複合材フレックスビームＦＢを製造する際に、カーボン強化ファイバを用いて形成される上記プリプレグプライの上記熱膨張率は、上記フレックスビームの約２５％を占める場合でも、モールド材料を選択する上で決定的な要因となる。上記カーボンプリプレグプライの熱膨張係数は、IN VAR（登録商標）の熱膨張率に適合するので、上記複合材フレックスビームＦＢを製造するための改善された製造プロセスのための上記適合金属材料を含む部品は、INVAR（登録商標）から製造することもできる。第１のステップ１４において、本発明の方法１０における上記予備的ステージ１２に用いられる予備的モールドアッセンブリ５０を組み付ける。図３Ａを参照して、上記予備的モールドアッセンブリ５０は、金型面５４を備えるベースモールド部材５２と、規定面５８を有する互いに対向する取り外し可能なレイアップレール５６と、保持ブロック６０とを有している。上記金型面５４は、製造される上記複合材料の一方の外側成形ライン面を有しており、例えばこの成形ライン面は、上記複合材フレックスビームＦＢの上側面又は下側面となっている。当業者によれば、上記金型面５４は、種々の形状を有していることができ、製造される複合材物体の種々の形状を規定する外側成形ライン面に応じたものとすることができることは理解されよう。上記ベースモールド部材５２と組み合わされて保持される互いに対向するサイドレール５６とともに、上記保持ブロック６０は、上記対向するサイドレール５６及び上記ベース金型部材５２に連結されつつ接触するように組み付けられる。上記保持ブロック６０は、上記互いに対向するサイドレール５６を上記ベースモールド部材５２に対して動かないように組み合わせている。上記対向サイドレール５６の上記規定面５８は、上記ベースモールド部材５４に組み合わされて固定されており、端部形状、すなわち上記方法１０の上記予備的ステージ１２の間におけるレイアップ中の上記プリプレグプライの幅手方向寸法を規定している（補助プライパックも同様である）。本発明者等は、製造される複合材材料の幅手方向寸法、すなわち端部形状、すなわち本発明の方法１０の上記予備的ステージ１２の間に製造される最終ラミネートパッケージの周辺部を、上記最終複合材料のネット端部形状よりも大きな寸法を有しているように大きめに製造することが好ましいことを見出した。このように拡大部を設けることにより、機械加工の許容度が提供でき、上記の硬化複合材料をネット端部形状、例えば上記設計幅手寸法に機械加工することを可能とする。加えて、この幅手方向拡大部は、上記製造ステージ２８内での上記硬化サイクルが行われる上記最終ラミネートパッケージの上記最終形状の上記変形自在な背圧システムと相互作用する部分となる。上記硬化サイクル中における上記変形自在な背圧システムとの相互作用により上記最終ラミネートパッケージがどの様にも劣化しないように、上記拡大部分が保証しており、この拡大部分は、上記製造ステージ２８の機械加工によってその後に取り除かれる。このようにして上記最終複合材物体の構造的及び機能的特性は、上記硬化サイクル中における上記最終ラミネートパッケージの運動によっては影響を受けないようにされている。図２Ａを参照すると、参照符号“Ｗ_RS”は、所定の径方向ステーションにおいて上記複合材フレックスビームＦＢの寸法を規定している（ここで用いている径方向ステーションとは、上記複合材フレックスビームＦＢの根本端部に対して上記径方向スパンＳＲに沿ったどのような断面位置をもいう）。上記幅手方向の拡大部分を形成するには、２つのアプローチがある。第１のアプローチとしては、上記複合材フレックスビームＦＢの各端部、すなわち前縁と後縁は、上記複合材フレックスビームＦＢの径方向スパンＳＲに沿って所定の値“Ｘ”だけ大きくされている。すなわち、この幅手方向拡大部は、どのような径方向ステーションにおいてもＸ＋Ｗ_RS＋Ｘに等しくされる。この第１のアプローチにおいては、したがって上記周辺部の拡大部、すなわち上記最終ラミネートパッケージの周辺端部形状は、上記最終複合材フレックスビームＦＢのネット周辺端部形状と鏡像関係にあるが、この拡大部の分だけ大きくされている。第２のアプローチにおいては、上記複合材フレックスビームＦＢが最大幅Ｗ_MA _X を有している上記径方向ステーションにおける上記複合材フレックスビームＦＢの上記前縁及び後縁が所定値“Ｘ”だけ大きくされていて、上記複合材フレックスビームＦＢの残された端部形状は、どのような径方向ステーションにおいてもＸ＋Ｗ_MAX＋Ｘの幅を有している。この第２のアプローチでは、したがって最終ラミネートパッケージの拡大された周辺端部形状は、矩形の形状を有している。この第２のアプローチは、より詳細には後述するプライレイアップステップ１６におけるオートメーション化を容易にさせる。本願において説明する上記方法１０の第１のアプローチ実施例では、図３Ａに示されているようにいかなる径方向ステーションにおいても規定面５８の間の離間幅６２は、Ｘ＋Ｗ_RS＋Ｘに等しい。説明する実施例においては、上記拡大部の幅は、（Ｘ＋Ｘ）であり、上記複合材フレックスビームＦＢの設計幅の約５％の量とされている。すなわち、所定値Ｘは、設計幅の約２．５％の大きさとされている。この理由は、上記複合材フレックスビームＦＢが前縁と後縁とを有しているためである。上述した'538特許において開示された複合材フレックスビームＦＢでは、各端部は約０．６３５ｃｍ（０．２５インチ）だけ大きくされている。すなわち、幅の拡大部は、約１．２７ｃｍ（０．５インチ）となるようにされている。ステップ１６においては、複数のプリプレグプライＰＰＩは、手作業又は自動的に個別に上記ベースモールド部材５２の上記成形面５４上にレイアップされ（本発明の方法１０は、個別的なプリプレグプライＰＰＩを手作業又は自動化されたレイアップとするに好適である）、ラミネートＬを形成するようになっている（図３Ａ参照）。ステップ１６においてラミネートＬを規定する個別のプリプレグプライＰＰＩの数は、レイアップされる上記プリプレグプライＰＰＩの公称規格硬化厚さ（又は複数の厚さ）及び製造される上記複合材物体の形状に応じたものとなる。典型的には、運転プロセス設計では、上記プリプレグプライのレイアップ、すなわち上記プリプレグプライＰＰＩの数及び相対的位置の双方が規定される。上記予備的ステージ１２において上記複合材フレックスビームＦＢの設計厚さよりも厚い上記最終ラミネートパッケージを形成するために必要とされるプリプレグプライＰＰＩの全数は、上述のようにプリプレグプライＰＰＩが切断される上記プリプレグシート又はテープの公称規格硬化厚に依存しており、上記予備的ステージ１２の上記プロセス１４−２６においてレイアップされ、圧縮される粗プリプレグプライＰＰＩの規格厚さと比較することにより、上記プリプレグプライＰＰＩの得られる硬化厚さを予め知ることができる。その運転プロセスにおいては、連続する各シートが上記レイアップシーケンスを特定し、ステップ１８の前にレイアップされるプリプレグプライの数を重ね合わせるようにして、複数の連続シートをレイアップする。ステップ１６においてレイアップされるプリプレグプライＰＰＩの数は、レイアップ中に上記プリプレグシートの間に封入される空気のために制限を受ける（ここにいう封入とは、上記プリプレグプライの製造時に上記プリプレグプライ又はテープに空気がトラップされる現象とは異なっている）。すなわち、連続する各プライは、すでにレイアップされているプリプレグプライにレイアップされ、このことによりこれらのプライの間に空気が封入されることになるためである。レイアップされるプリプレグプライ数が増加すると、封入された空気の体積はそれに伴って増加し、封入された空気体積が大きくなればなるほど上記ラミネートＬは、不安定となる。実験及び経験によれば、各ステップ１６において重ね合わされたプリプレグプライＰＰＩの間に封入された空気の悪影響を受けないで効果的にレイアップできる上記プリプレグプライの数は、おおよそ知られている。特定の用途に対しての特定の数、又は特定の連続するシートの数は、上記プリプレグプライの組成、個々のプリプレグプライの公称規格厚さ、上記プリプレグプライの相対的位置に依存している。実際的には、上記プリプレグプライＰＰＩの数は、レイアップされたプリプレグプライによって規定されるラミネートの最大厚さから定量化される。すなわち、個々のプリプレグプライＰＰＩは、連続的に上記ラミネートＬが所定の径方向ステーションにおける最大厚さとなるまでレイアップされる。上記方法１０のための手段によって上述した複合材フレックスビームＦＢの製造を行うためには、上記プリプレグプライＰＰＩは、上記複合材フレックスビームＦＢのハブ取り付け領域において、上記ラミネートＬが約０．２６４ｃｍ（約０．１０４インチ）だけ最大厚さより厚くなるまでレイアップされる。この最大厚さは、各プライＰＰＩが約０．０１５ｃｍ±０．００１２７ｃｍ（０．００６インチ± ０．０００５インチ）の公称規格硬化厚さを有する場合のレイアップされたプリプレグプライＰＰＩに基づいた厚さである。上記複数のプリプレグプライＰＰＩがステップ１６においてレイアップされた後、上記予備モールドアッセンブリ５０は、真空バッグ内に入れられ、ステップ１８における室温での真空圧縮サイクルが施される。上記予備モールドアッセンブリ５０及び室温における上記予備モールドアッセンブリ５０の真空バッグによる真空圧縮のための真空バッグ技術は、当業界において知られたものである。上記真空圧縮サイクルは、ステップ１６で形成された上記ラミネートＬ内に封入されたほとんどの空気を前述のパラグラフで説明したようにして除去して、このラミネートＬを安定化させる。加えて、上記真空圧縮サイクルは、いくつかの上記ラミネートの嵩高さを改善させる。上記方法１０によって製造された上記複合材フレックスビームＦＢについては、上記予備モールドアッセンブリ５０は、少なくとも３０分室温での真空圧縮が行われる。ステップ２０，ステップ１６，ステップ１８を、連続的に繰り返し、上記予備的モールドアッセンブリ５０内ですでにレイアップされたラミネートＬに覆い被せるための別のラミネートＬが形成される。ステップ２０は、上記予備的モールドアッセンブリ５０内でレイアップされた複数のラミネートＬが、中間ラミネートパッケージＩＬＰ（図３Ｂ）が形成されるまで繰り返されるのが示されている。この中間ラミネートパッケージＩＬＰは、上記予備的ステージ１２において接合され、運転計画によって特定される全プリプレグプライＰＰＩ数の１／２よりもわずかに少なくなるように、上記予備的モールドアッセンブリ５０内でレイアップが行われる。実際的には、プリプレグプライＰＰＩは、製造される上記複合材物体の中心平面又は中心軸の直前となるまで上記予備的モールドアッセンブリ５０においてレイアップが行われる。上記方法１０によって製造される上記複合材フレックスビームＦＢの上述した実施例では、４００＋よりもわずかに少ないプリプレグプライＰＰＩが、上記予備モールドアッセンブリ５０内でレイアップされる。すなわち、上記複合材フレックスビームＦＢの中心平面又は中心軸となるまでレイアップが行われる。上記予備モールドアッセンブリ５０内で上記中間ラミネートパッケージＩＬＰが形成された後、上記予備モールドアッセンブリ５０は、真空バッグされ、ステップ２２のオートクレーブ圧縮サイクルが行われる。上記予備モールドアッセンブリ５０及びオートクレーブおける上記予備モールドアッセンブリ５０の真空バッグによる真空圧縮のための真空バッグ技術は、当業界において知られたものである。オートクレーブ圧縮の間に、上記真空バッグされた上記予備モールドアッセンブリ５０には、所定時間にわたってＴ_acの温度及びＰａｃの圧力が加えられる。上記圧縮温度Ｔ_ac，圧縮圧力Ｐ_ac及び圧縮時間は、上記プリプレグプライＰＰＩの材料組成、特にその有機樹脂、上記中間ラミネートパッケージＩＬＰを形成しているプリプレグプライＰＰＩ数、上記中間ラミネートパッケージＩＬＰの形状に依存している。本発明の方法１０によって製造される上記複合材フレックスビームＦＢの説明する実施例では、上記真空バッグされた予備モールドアッセンブリ５０は、約２６．７℃（８０°Ｆ）のオートクレーブ圧縮温度及び約６．８９ｘ１０⁵Ｎ／ｍ²（１００ｐｓｉ）の圧縮圧に、少なくとも１時間さらされる。このオートクレーブ圧縮サイクルは、（ｉ）上記中間ラミネートパッケージＩＬＰを形成するレイアップされたプリプレグプライＰＰＩの不均一さを除去、すなわち上記中間ラミネートパッケージＩＬＰの嵩高さをさらに改善させ、（ｉｉ）上記レイアッププリプレグプライＰＰＩの封入された空気を除去し、（ｉｉｉ）上記レイアッププリプレグプライＰＰＩ内でわずかに樹脂フローを行わせて上記中間ラミネートパッケージＩＬＰを形成する上述のレイアップされたプリプレグプライの一体化を効果的に行わせるようにして操作される。このオートクレーブ圧縮サイクルに先立ち、上記中間ラミネートパッケージＩＬＰを形成するレイアップされたプリプレグプライＰＰＩは、本質的に不安定であり、その動きを制御することができないものである。一体化させることによって、この中間ラミネートパッケージＩＬＰを形成する上記レイアップされたプリプレグプライＰＰＩは安定化され、上記中間ラミネートパッケージＰＰＩを形成するレイアップされたプリプレグプライＰＰＩの制御できない動きを、上記予備的ステージ１２の連続プロセッシングにおいて効果的に排除することができる。ステップ２４では、上記オートクレーブ圧縮された中間ラミネートパッケージＩＬＰの好ましくは、製造される複合材物体の最大厚さを有する径方向ステーションにおける高さが測定される（図３Ｂにおける参照符号Ｈ_ILPである）。本発明の方法１０によって製造される上記複合材フレックスビームＦＢの説明する実施例では、この測定は、上記ハブ取り付け領域において行われるか、又は上記複合材フレックスビームＦＢのトルクチューブ取り付け領域において行われるか、又はそれらの双方において行われる。これらの領域は、上記複合材フレックスビームＦＢの最大厚さを与えるからである。上記中間ラミネートパッケージＩＬＰの実高さＨ_ILPは、上記中間ラミネートパッケージＩＬＰの規格高さと比較されて、上記中間ラミネートパッケージＩＬＰを形成する上記レイアップされたプリプレグプライＰＰＩの個々の厚さ変動の結果生じる、上記中間ラミネートパッケージＩＬＰの全厚さ変動を抑えるようにされる。ここで用いる上記中間ラミネートパッケージＩＬＰの規格高さとは、上記中間ラミネートパッケージＩＬＰを形成するためにレイアップされたプリプレグプライＰＰＩの公称規格厚さと、嵩との和として定義される（上記中間ラミネートパッケージＩＬＰを形成する上記レイアップされたプリプレグプライＰＰＩは、上記公称規格硬化厚さよりも厚い実厚さを有している）。厚さの全体の変動の大きさは、上述のパラグラフで説明した方法により決定され、調節された全厚さ変動内となるように調節されて、ステップ２６において硬化される際の全厚さ変動をさらに制御するようにされる。このステップ２６では、残りのプリプレグプライＰＰＩは、上記予備モールドアッセンブリ５０内においてレイアップされて、上記最終ラミネートパッケージが形成される。厚さの全変動の調節は、ステップ２４において上記中間ラミネートパッケージＩＬＰに組み合わされて追加される補助プライパック（図３Ｂにおける参照符号ＳＰＰ）の数及びタイプによって決定される。上記補助プライパックＳＰＰは、１２．５％までの上記最終ラミネートパッケージにおけるステップ２４で測定される上記中間ラミネートパッケージＩＬＰの測定高さを基準とした厚さ変動を相殺し、上記予備的ステージ１２における積層のプロセス制御のうちの一つとして機能する（上述したように、またより詳細には後述するように、上記方法１０の上記製造ステージ２８では、約５％の厚さ変動が相殺される）。補助プライパックＳＰＰのセットは、製造される上記複合材物体形状の中間平面又は中心軸に達する周辺形状を形成する複数のプリプレグプライをレイアップさせることによって製造される。上記複合材フレックスビームＦＢのこの中間平面又は中心線形状は、個々の補助プライパックＳＳＰを形成する。各補助プライパックＳＳＰの周辺形状は、上述したような拡大部を有する幅とされる。各個別の補助プライパックＳＳＰは、翼幅方向厚さ分布比を有し、この厚さ方向の分布比は、製造される上記複合材物体の翼幅方向厚さ分布比に等しい。例えば、上記複合材フレックスビームＦＢは、約８．３：１の翼幅方向厚さ分布比を有しているので、上記セットの各補助プライパックＳＰＰは、約８．３：１の等しい翼幅方向厚さ分布比を有している。製造される上記複合材物体がその翼幅方向厚さが一定であれば、この翼幅方向厚さ分布比は、１：１とされる。上記セットの各補助プライパックＳＰＰは、しかしながら同一の所定の径方向ステーションにおける別の補助プライパックＳＰＰの絶対厚さとは、異なった絶対厚さを有している。上記各補助プライパックＳＰＰ間の上記絶対厚さの違い及び適切な補助プライパックＳＳＰの数を注意深く選択することによって、補助プライパックＳＰＰの適切な数が上記セットから容易に選択でき、これらがステップ２４（図３Ｂ参照）において上記中間ラミネートパッケージＩＬＰに組み合わされて追加されて、調節された全厚さ変動を相殺するようにされている。ステップ２４における上記全厚さ変動の調節においては、上記中間ラミネートパックＩＬＰに組み合わせて全く補助プライパックＳＳＰをレイアップしないようにして行われることもあること理解されよう。したがって、ステップ２４においてレイアップされる補助プライパックＳＳＰの数はゼロとされる場合もある。この補助プライパックＳＳＰは、上記中間ラミネートパックＩＬＰにステップ２４において追加されて製造される上記複合材物体の略中心面又は中心軸に中心決めされることになる。この中心平面又は中心軸を中心として略均等な割合で上記複合材物体は上下に延ばされている。上記各補助プライパックＳＰＰは、さらに製造される上記複合材物体の中心平面における上記プリプレグプライＰＰＩ比に一致するような異なったタイプのプリプレグプライの材料分布又は材料比を有するように製造することができ、製造される上記複合材料の材料的構造的設計特性、例えば材料弾性率、構造的剛性、周波数、ファイバ容量、を残された特性を変化させずに変化させることができる。上記方法１０によって製造される上記複合材フレックスビームＦＢの説明する実施例では、上記中心平面又はその中心軸及びそれに直隣接する領域は、グラスファイバプリプレグプライのみによって包囲されている。したがって、上記複合材フレックスビームＦＢのための上記補助プライパックＳＳＰのセットは、グラスファイバプリプレグプライのみによって構成されており、そのグラスファイバプリプレグプライのファイバ配向は、主に０°であり、グラスファイバプリプレグプライのわずかな数が＋４５°及び−４５°とされていて、個々の補助プライパックＳＳＰの安定性を提供するようにされている。ステップ２６，１６，１８では、上述したように上記運転プロセス設計で特定される残りのすべてのプリプレグプライＰＰＩは、上記予備モールドアッセンブリ５０内でレイアップされ、真空圧縮されて最終ラミネートパッケージ（図３Ｃの参照符号ＦＬＰを参照）が形成される。このポイントでは、ステップ２２が繰り返されて上記最終ラミネートパッケージＦＬＰに上述のオートクレーブ圧縮サイクルが施され、本方法１０の製造ステージ２８のための製品としてオートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰを与えるようになっている。このようにして本発明の方法１０の上記予備的ステージ１２は完了する。製造すべき上記複合材物体が十分い薄い場合、ステップ１６において上記最終ラミネートパッケージＦＬＰを形成するための複数のプリプレグプライＰＰＩが１枚によって達成される場合のように公称規格厚さが薄い場合には、ステップ１８，２０，２２，２４，２６は、上記予備的ステージ１２において排除することができる。製造ステージ２８の第１のステップ３０では、上記予備モールドアッセンブリ５０は、上記保持ブロック６０を取り外し、上記レイアップガイドレール５８を除去することによって取り外されて、図３Ｄに示すように上記ベースモールド部材５２上でレイアップされた最終ラミネートパッケージＦＬＰが露出される。次いで、ステップ３２において変形自在な背圧システム７０がその横側端部とオートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰの端部に組み合わされて密着されるが、これについては、後述する。これとは別に、変形自在な背圧システム７０が充分な構造的一体性を有している場合には、この変形自在な背圧システム７０は、上記予備的ステップ１２のステップ１４において装着され、上記製造ステージ２８のステップ３０，３２，３４が省略されても良い。ＦＥＰフッ素系剥離布といったバリヤ材料が、必要に応じて上記最終ラミネートパッケージＦＬＰと上記変形自在な背圧システム７０の間に挿入されても良い。上記変形自在な背圧システム７０は、上記方法１０の製造ステージ２８におけるプロセス厚さ制御を行うように運転される。この変形自在な背圧システム７０は、硬化サイクル中に制御された方法により変形して横方向、すなわち端部方向の上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの運動を制御かつ制限する（上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの長手方向の運動は、同様にして制御及び制限されるが、上述の長手方向の運動は、横方向の運動と同程度には規制されない。）。この変形自在な背圧システム７０は、また上記硬化サイクル中におけるファイバの横方向（同様に長手方向も）漏れ出しを防止する。このファイバの漏れ出しとは、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰが本方法１０の上記製造ステージ２８のステップ３６において硬化サイクルが行われるに際し、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの強化ファイバガ力を加えている適合モールド部材の周りへと制御されずに動いてしまうことを意味する（図３Ｆの参照符号９０を参照）。上記変形自在な背圧システム７０の制御された変形は、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰを形成する上記プリプレグプライＰＰＩ内に封入された空気の膨張を防止して、この硬化された複合材物体のボイド含有量を低下させている。ここで用いる上記変形自在な背圧システム７０は、どのような材料、構造、デバイスであっても、後述する特性を有していれば良い。第１に、材料、構造又はデバイスは、ステップ３６の硬化サイクル中の上記最終ラミネートパッケージＦＬＰのオートクレーブ圧縮硬化に伴う高い圧力及び温度条件の下で、繰り返し変形できることが必要である。本方法１０で製造される上記複合材フレックスビームＦＢの説明する実施例では、最大硬化温度は、約１８５℃（３６５°Ｆ）であり、硬化のために上記加熱プラテンプレスにより加えられる最大の力は、約７１１，７１２Ｎ〜８８９．６４０Ｎ（１６０．０００〜２００，０００ポンド）である。第２に、上記材料、構造又はデバイスは、変形が制御されつつ、背圧を加える能力が必要である。このような加圧は、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの上記硬化サイクル３６における上記オートクレーブ圧縮において封入された空気が成長するのを防止するが、この加圧は、上記変形自在な背圧システム７０の制御された変形を妨げないようにして行われる必要がある。最後に、上記材料、構造、又はデバイスは、安定、すなわちステップ３６における硬化サイクルに伴う高い温度下でも分解や破損しないことが必要である。上記変形自在な背圧システム７０の特性を与える好適な材料のそれぞれの例としては、ポリメチルアクリルイミド又はポリエーテルイミドといった材料のクローズセル熱可塑性フォーム、イソシアヌレート又はポリウレタンといった熱硬化性材料のクローズセル、未硬化のシンタクティック(syntactic)タイプのフォーム、硬化された低密度シンタクティックフォーム、フォーム化されたエラストマー又はラバー、又はバルサ材といった変形可能な天然材料を挙げることができる。上記変形自在な背圧システム７０の規定された特性を与えるための好適な構造及びデバイスのそれぞれの例としては、ラバー、エラストマー、シリコーンラバー、圧力規制部及び制御システムを有するフッ素ゴムから得られるブラダー（内部圧力媒体はガス又は気体である）、シールラバー、エラストマー、シリコーンラバー、又は圧縮しうる内部媒体を有するフッ素ゴムから得られるブラダー、サイドロード(side-loaded)されたセル構造を有する金属ハニカム、スプリングで負荷が加えられた機械的抵抗デバイス（リーフ、ベベルワッシャ、コイル）、又は弾性限界にまで応力が加えられる材料から形成された中空構造体を挙げることができる。本発明の上記方法１０の好ましい実施例では、ステップ３２においてオートクレーブ圧縮される上記最終ラミネートパッケージＦＬＰに組み合わされる上記変形可能な背圧システム７０として、ROHACELL（登録商標）（ROHACELLは、ロームテック社(ROHM Tech Inc.)の加熱により体積が１２％増加するポリメチルアクリルイミドフォームの登録商標である。）を挙げることができる。この変形自在な背圧システム７０は、ROHACELL（登録商標）ブロックの形態とされ、上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰの各端部に沿って図３Ｄに示すように挿入されて、オートクレーブ圧縮される上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの幅手方向拡大部の横方向運動を制御及び規制するとともに、上記製造ステージ２８の間のファイバの横方向への漏れ出しを防止する。加えて、ROHACELL（登録商標）ブロックの形態の変形自在な背圧システム７０は、上記ベースモールド部材５２（図示せず）の各端部に挿入されて、上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰの長手方向の運動を制御及び制限し、同時に製造ステージ２８の間の長手方向へのファイバ漏れ出しを防止する。上記変形自在な背圧システム７０に要求される幅Ｗ₇₀は、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの全幅に依存しており、この必要な幅Ｗ₇₀は、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの全幅の約５％とされていることが好ましい。上記方法１０によって製造される上記複合材フレックスビームＦＢの説明する実施例では、約１．２７ｃｍ（０．５０インチ）の幅Ｗ₇₀及びオートクレーブ圧縮される上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの公称規格厚さＴ_FLP（図３Ｆ）よりも約０．６４ｃｍ（０．２５インチ）厚い１１０ＷＦグレードのROHACELL（登録商標）ブロックが、オートクレーブ圧縮される上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの端部に沿って挿入される。同様な方法により、約３．８１ｃｍ（１．５０インチ）の幅（上記翼幅方向の寸法長さに対応する）及び上記オートクレーブ圧縮される最終ラミネートパッケージＦＬＰの高さよりも０．６４ｃｍ（０．２５インチ）高いROHACELL（登録商標）ブロックが、上記オートクレーブ圧縮される最終ラミネートパッケージＦＬＰの端部に挿入される。ステップ34では、上記ベースモールド部材52は、再構成されて製造コールドアッセンブリ８０が形成され、上記ベースモールド部材５２内でレイアップされた上記オートクレーブ圧縮される最終ラミネートパッケージＦＬＰが硬化され、硬化された複合材フレックスビームＦＢが形成される。図３Ｅを参照すると、上記製造モールドアッセンブリ８０は、上記ベースモールド部材５２と、対向した規定面８４を備えた取り外し可能な硬化用サイドレール８２と、保持ブロック６０と、を有している。各硬化用サイドレール８２は、その自由端に沿って離間された複数のストップボタン８６を有していることが好ましい。このベースモールド部材５２に組み合わされてマウントされる対向する硬化用レール８２に、上記保持ブロック６０が対向する硬化用レール８２に密着して連結しつつ挿入される。上記製造モールドアッセンブリ８０では、上記保持ブロック６０は、上記ベースモールド部材５２に対して運動しないようにして上記対向する硬化用レール８２に保持されるようにされている。この対向する硬化用レール８２は、これらの間に画成される離間８８と組み合わされることにより、上記ラミネートパッケージＬＰの拡大部分の幅、すなわち上記方法１０の実施例ではＸ＋Ｗ_RS＋Ｘ及びステップ３２においてオートクレーブ圧縮される最終ラミネートパッケージＦＬＰの画端部に沿って挿入される上記変形自在な背圧システム７０の幅Ｗ₇₀を適合させている。上記製造モールドアッセンブリ８０は、さらに金型面９２を備え、力を加えるために適合されたモールド部材９０を有しており、このモールド部材９０は、その各端部に沿って配設された相補的なストップボタン９４を有していることが好ましい（図３Ｆ参照）。上記金型面９２は、製造される上記複合材物体、例えば上記複合材フレックスビームＦＢの下側面又は上側面となる別の外側成形ライン面を規定する。この力が加えられるように適合されたモールド部材９０は、上記ベースモールド部材５２と組み合わされて取り付けられる。組み立てられた構成体においては、上記力を加えるように適合化されたモールド部材９０の上記相補的なストップボタン９４は、上記ベース金型部材５２のストップボタン８６と整列されることになる。一度上記製造モールドアッセンブリ８０が構成されると、上記硬化サイクルは、加熱されたプラテンプレスを上記製造モールドアッセンブリ８０に装着することによってステップ３６において開始される（簡略化のため、上記加熱されたプラテンプレスは、概略的に図３Ｇの矢印１００Ａ，１００Ｂで示されており、矢印１００Ｂは、上記加熱プラテンプレスの固定ベースを示し、矢印１００Ａは、上記プラテンプレスの力を加えるための可動部材を示している）。上記加熱プラテンプレス１００Ａは、まず、図３Ｆに示された位置で公称規格閉鎖力Ｆ_C1で閉じられる。この際、上記金型面９２は、物理的に上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰの表面に密着する（上記公称閉鎖力Ｆ_C1は、上記製造モールドアッセンブリ８０を閉じさせるのではなく、上記オートクレーブ硬化された上記最終ラミネートパッケージＦＬＰに対して最小の力を加えていることに留意されたい。）。上記方法１０で製造される上記複合材フレックスビームＦＢの説明する実施例では、上記公称閉鎖力Ｆ_C1は、約１７７，９２８Ｎ（４０，０００ｌｂｓ）である。これに続いて、上記加熱プラテンプレス１００Ａ，１００Ｂは、上記製造モールドアセンブリ（８０）に昇圧・昇温下での硬化サイクルを生じさせて、上記製造モールドアッセンブリ（８０）内でレイアップされた上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰを硬化して、上記硬化された複合材フレックスビームＦＢを形成する。図３Ｆを参照すると、上記公称閉鎖力Ｆ_C1が上記加熱プラテンプレスによって加えられると、上記金型面９２は上記オートクレーブ硬化された最終ラミネートパッケージＦＬＰの表面に物理的に密着するが、それぞれ整列されたストップボタン８６，９４は、空間的に分離されている。この現象は、本発明の方法１０の上記予備的ステージ１２が、上記オートクレーブ圧縮される最終ラミネートパッケージＦＬＰの公称拡大厚さＴ_FLPが上記硬化された複合材物体よりも大きくなるようにオートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰが形成されるように設計されているためである。レイアップされ、本発明の方法１０の予備的ステージ１２において圧縮されて、オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰを形成する粗プリプレグプライＰＰＩの厚さ変動により、上記オートクレーブ圧縮される最終ラミネートパッケージＦＬＰの公称拡大厚さＴ_FL _P は、最小拡大厚さから最大拡大厚さまで変動する。図４Ａは、上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰの最小拡大厚さを概略的に示し、図５Ａは、上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰの最大拡大厚さを概略的に示す。本発明の方法１０の上記予備的ステージ１２中に形成されたすべてのオートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰは、上述の範囲内にある拡大部分を有しており、したがってステップ３６において効果的に硬化できて上記複合材フレックスビームＦＢといった製造される複合材物体の設計厚さを制約しない要求許容規格に適合する範囲内の硬化複合材物体を形成することができる。図４Ｂ及び図５Ｂは、図４Ａ及び図５Ａのそれぞれ対となった図であり、上記加熱されたプラテンプレス１００Ａによって最大の閉鎖力が加えられることによって完全に密閉された上記製造モールドアッセンブリ８０を示している。この際、所定の硬化圧が上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰへと加えられ、その硬化が行われるようになっている。この完全に閉じられた位置では、上記整列したレストボタン８６，９４が接触して連結されている。上記整列されたレストボタン８６，９４の接触した連結は、上記金型面５４，９２の間が所定だけ離間していることを示しており、上記金型面５４，９２のこの所定の離間は、製造される上記複合材物体の設計厚さとされている。完全に閉鎖された位置における前記製造モールドアッセンブリ８０を規定するこれらのレストボタン８６，９４の間の接触連結を用いることで、要求される上記製造モールドアッセンブリ８０の完全な閉鎖が保証される。このレストボタンがない場合に、上記硬化用レール８２の上部端への堆積異物が存在する低いながらもある可能性が、完全に閉鎖された位置を達成することで上記製造モールドアセンブリ９０において排除することができる。図４Ｂ及び図５Ｂを比較すると、上記変形自在な背圧システム７０は、より変形を受けた条件にあり、上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰが、その周りに対して最大拡大幅（図５Ａ）とされており、上記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰは、最小拡大幅となっている（図４Ａ）。方法１０の製造ステップ２８におけるステップ３６において行われる上記硬化サイクルのパラメータは、製造される複合材物体の形状の複雑性、オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージＦＬＰの全体の寸法、すなわち長さ、幅、厚さ、レイアップされ、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰを形成する上記プリプレグプライＰＰＩ含浸された有機樹脂に依存する。上記硬化サイクルは、単一の高い温度及び単一の高い圧力を有する単一ステージの硬化サイクル、又は２つ以上の高い温度及び２つ以上の高い圧力を有する多数ステージの硬化サイクルとすることも、これらを組み合わせた、例えば温度圧力の一方を単一値としつつ、別の例えば圧力又は温度を多数の値とするサイクルとすることもできる。上述した要因に基づいて、当業者によれば上記方法１０におけるステップ３６の適切な硬化サイクルを決定することができる。説明した上記方法１０の複合材フレックスビームＦＢを製造する実施例では、ステップ３６において用いられる上記硬化サイクルは、多重ステージの硬化サイクルである。このような多重サイクルの硬化サイクルは、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰを形成する上記プリプレグプライＰＰＩの樹脂マトリックスの完全なゲル化の前に、上記製造モールドアッセンブリ８０の完全な閉鎖を行わせる。上記温度サイクルについていえば、上記温度は、約２６．７℃（８０°Ｆ）の室温から約９６．１℃（２０５°Ｆ）まで約０．５６℃／ｍｉｎ（１°Ｆ／ｍｉｎ）の速度で上昇される。その後温度は、約９６．１℃（２０５°Ｆ）の保持温度に約４時間維持される。このようにすることによって、上記加熱プラテンプレス１００Ａ，１００Ｂ及び同時に上記製造モールドアッセンブリ８０は、完全に閉鎖されて、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰを形成するプリプレグプライＰＰＩの樹脂マトリックスが充分にゲル化される。上記保持時間は、また、温度が最終硬化温度となるにつれて生じる制御できない発熱反応を防止する。次いで、この温度は、約９６．１℃（２０５°Ｆ）の上記保持温度から約１８５℃（３６５°Ｆ）の最終硬化温度にまで約０．５６℃／ｍｉｎ（１°Ｆ／ｍｉｎ）の速度で上昇される。この約１８５℃（３６５°Ｆ）の最終硬化温度を最低でも約２時間維持させて、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰを完全に硬化させる。この最終ラミネートバッケージＦＬＰが完全に硬化されると、すなわち硬化された複合材フレックスビームＦＢが得られると、この温度は約１８５℃（３６５°Ｆ）の上記最終硬化温度から約６５．６℃（１５０°Ｆ）まで約１．１６ ℃／ｍｉｎ（２°Ｆ／ｍｉｎ）で低下され、冷却による上記複合材フレックスビームＦＢへの熱応力の低減が図られるようになっている。同時に、上記加熱されたプラテンプレス１００Ａ，１００Ｂは、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰが約７６．７℃（１７０°Ｆ）の最低温度になるまで約１７７，９２８Ｎ（４０，０００ｌｂｓ）の公称規格閉鎖力Ｆ_C1に保持される。上記最低温度に達すると、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰを形成する上記プリプレグプライＰＰＩの樹脂マトリックスは、充分に柔らかいので、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰは、動かすことができる。このポイントにおいて、上記加熱プラテンプレス１００Ａに加えられる圧力は、ゆっくりと上記公称閉鎖力Ｆ_C1から硬化する際の力Ｆ_Cuへと増加される。この硬化する際の力は、約７１１，７１２Ｎ〜８８９，６４０Ｎ（１６０，０００ｌｂｓ〜２００，０００ｌｂｓ）の範囲内とされ、約５３３，７８４Ｎ〜６２２，７４８Ｎ（１２０，０００〜１４０，０００ｌｂｓ）の範囲の力で上記製造モールド金型８０を完全に閉鎖するまで所定速度で増加される。上記加熱プラテンプレス１００Ａは、約７１１．７１２Ｎ〜８８９．６４０Ｎ（１６０，０００〜２００．０００ｌｂｓ）の範囲内の硬化する際の力Ｆ_Cuに保持される。上記最終ラミネートパッケージＦＬＰが上記最小温度にまで達すると、有機樹脂は上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの運動に追従できる程度に粘性を有するので、上記加熱プラテンプレスによって加えられている力はその公称閉鎖力Ｆ_C1 から硬化の際の力Ｆ_Cuへと増加される。この条件のセットによって、上記ベースモールド部材５２と組み合わされ、力が加えられるように適合されたモールド部材９０が完全に閉鎖され、同時に上記変形可能な背圧システム７０に対して上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの横方向の運動が行われる。上記加熱プラテンプレスによって硬化のための力が加えられるにつれ、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの拡大された厚さは減少し（力が加えられるように適合化されたモールド部材９０の運動によって）、横方向の拡大部への運動に変換され、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの幅方向の拡大部が、上記変形自在な背圧システム７０に対して対応するように、より大な力が加えられることになる。これによってまた、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの幅方向の拡大部に対して上記変形自在な背圧システム７０によって加えられる背圧が高められることになる。これは、背圧は、上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの幅方向の拡大部の横方向の延びに反発するようにして増加するためである。上記最終ラミネートパッケージＦＬＰと上記変形自在なラミネートパッケージＦＬＰの間の作用は、本発明の方法１０の製造ステージ２８中の上記最終ラミネートパッケージＦＬＰの横方向の運動を制御及び制限する。ステップ３８では、上記製造モールドアッセンブリ８０は、上記力を加えられるように適合化されたモールド部材９０を上記ベースモールド部材５２から取り外し、上記保持ブロック６０を取り外し、対向する硬化用レール８２を取り外して上記硬化された複合材フレックスビームＦＢが上記ベースモールド部材５２から取り外される。この硬化された複合材フレックスビームＦＢは、その後ステップ４０において機械加工が施され、上記硬化された複合材フレックスビームＦＢの端部から余分な材料が切削されて、厚さ設計寸法を有する加工された複合材フレックスビームＦＢが得られる。これまで開示した内容により、種々の変更及び改良を加えることが可能であろう。例えば本発明の方法は、圧縮硬化する複合材物体の厚さを制御するものとして説明してきた。本願の開示によれば、また、複合材材料（上記ラミネートの強化ファイバが好適な配向とされていれば）の幅又は長さを制御するために、上述した適切なプロセスステップを適切に改良して用いることができることが理解されよう。したがって、本発明は、これまで説明してきた以外にも請求項に記載する趣旨及び範囲内で実施できることは明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 31:30 【要約の続き】される。上記変形自在な背圧システムは、上記硬化サイクルの間に制御されつつ変形して、上記最終ラミネートパッケージの横方向膨張を制御及び制限するようになっている。この変形自在な背圧システムはまた、硬化サイクル中でのファイバの漏れ出しを防止している。

Claims

【特許請求の範囲】１．圧縮硬化される複合材物体のレイアップ及び製造において厚さを制御するための予備的ステージと製造ステージとを有する方法であって、前記予備的ステージは、（ａ）ベースモールド部材を備えた予備モールドアッセンブリを組み立てるステップと、（ｂ）前記予備モールドアッセンブリの前記ベースモールド部材の上に複数のプリプレグプライをレイアップして、前記レイアップされたプリプレグプライをラミネートとするステップと、（ｃ）前記予備モールドアッセンブリ内にレイアップされた複数のプリプレグプライを真空圧縮するステップと、（ｄ）前記（ｂ）及び前記（ｃ）ステップを中間ラミネートパッケージを形成するに必要なだけ繰り返すステップと、（ｅ）前記中間ラミネートパッケージをオートクレーブ圧縮するステップと、（ｆ）前記オートクレーブ圧縮された中間ラミネートパッケージに組み合わせて多数の補助プライパックをレイアップするステップと、（ｇ）オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージを形成するに必要なだけ前記（ｂ）ステップと、前記（ｃ）ステップと、前記（ｅ）ステップと、を繰り返すステップとを有し、前記製造ステージは、（ｈ）前記予備モールドアッセンブリを取り外して前記ベースモールド部材の上の前記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージを露出させるステップと、（ｉ）変形自在な背圧システムを装着し、前記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージに組み合わせて密着させるステップと、（ｊ）前記オートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージを収容した前記ベースモールド部材を再組立して製造モールドアッセンブリを形成させるステップと、（ｋ）前記製造モールドアッセンブリ内の前記オートクレーブ圧縮した最終ラミネートパッケージに対し、加熱プラテンプレス内で硬化サイクルを施して硬化複合材物体を形成させるステップと、（ｌ）前記製造モールドアッセンブリを取り外して、前記硬化複合材物体を取り出すステップとを有する方法。２．前記硬化複合材物体を機械加工してネット形状とするステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。３．前記ステップ（ｂ），（ｄ），（ｇ）においてレイアップされた前記プリプレグプライに拡大部分を形成させるステップを有し、前記ステップ（ｆ）においてレイアップされた少なくとも１つの前記補助プライパックと、前記ステップ（ｇ）で形成されたオートクレーブ圧縮された最終ラミネートパッケージとにも幅手方向拡大部を形成させるようにすることを特徴とする請求項１に記載の方法。４．圧縮硬化される複合材物体の厚さを制御するための予備的ステージと製造ステージとを有する方法に用いられるモールドアッセンブリであって、ベースモールド部材と、互いに対向し、取り外し可能なレイアップ用レールと、保持ブロックと、互いに対向し、取り外し可能な硬化用レールと、力を加えられるように適合されたモールド部材とを備え、前記互いに対向する取り外し可能なレイアップ用レールは、前記ベースモールド部材に組み合わされてマウントされ、前記保持ブロックは、互いに対向する取り外し可能な前記レイアップレールに密着して連結されるようにして配設され、前記ベースモールド部材がこれらに組み合わされてマウントされて前記方法における前記予備的ステージのための予備モールドアッセンブリを構成しており、互いに対向し、取り外し可能な前記硬化用レールは、前記ベースモールド部材に組み合わされてマウントされ、前記保持ブロックは、互いに対向し、取り外し可能な前記硬化用レールに接触して連結されるようにして配設されていて、前記ベースモールド部材がこれらの部材に組み合わされてマウントされ、力を加えられるように適合された前記モールド部材とともに、前記方法における前記製造ステージのための製造モールドアッセンブリを形成していることを特徴とするアッセンブリ。５．前記アッセンブリは、さらに、互いに対向する取り外し可能な前記硬化用レールの自由端に配設された複数のストップボタンと、力を加えられるように適合された前記モールド部材に配設された複数の相補的なストップボタンとを有していることを特徴とする請求項４に記載のアッセンブリ。