JP2007015385A - 複合ハニカムサンドイッチ構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複合ハニカムサンドイッチ構造であって、(a)コアセルを有するハニカムコア106と(b)コアに接着される繊維で補強されたマトリクス樹脂のプライを有する、少なくとも1つの複合積層板102と(c)積層板102とコア106とを結合させ、かつ、積層板からコアへの樹脂の流れをなくすための積層板とコアとの間のフィルムバリア層110と(d)コアセル106への樹脂流れまたはコアセルへのバリアフィルム110の撓みをなくすための、バリア層とコアとの間の支持スクリムを備えるフィルム状接着剤112とを含む、複合ハニカムサンドイッチ構造。
【選択図】図2
Description
(2) 小さなセルになったハニカムまたはフォームコア
(3) 前側内部セプタム
(4) 大きなセルになった中間ハニカムコア
(5) 後側内部セプタム
(6) 後側の小さなセルになったハニカムまたはフォームコア、および
(7) 内部スキン
中間ハニカムコア内の同調された空洞吸収装置が音を吸収する。この構造の性能は、既に説明した理由で作製中に起こるハニカムコアのセルへの樹脂流れによって、およびこのような流れがこの構造の共振を変化させるために悪影響を受ける。
流れの多い樹脂系においては、オートクレーブ処理サイクルの間に大量の樹脂がコアへと流れ込み得る。このような流れによって積層板から樹脂が失われ、所望の性能を達成するためパネルの重量加算が必要となり、流れによる損失に対処するため積層板プライの過剰設計が必要となる。積層板プライから樹脂が失われるため、また、硬化されたプライの厚みが減じられ、機械的性能が劣化する。所望の性能およびそれに対応する積層板の厚みを達成するためには、付加的なプライが必要であり、結果としてコストおよび重量の加算が伴う。乗物の性能に対する影響および現代の航空機のコストという点では重量の加算は深刻なものであり、かつ、流れは比較的予測不可能であり制御できないプロセスであるため、航空宇宙用設計および製造においてはコアへの流れをなくすかまたは大幅に減じることが要求される。コアへの樹脂流れによる重量加算に加え、移動した樹脂内で発生するマイクロクラックがボンドラインに伝播することがあり得、機械性能が劣化することを我々は発見した。このようなマイクロクラックの可能性はパネルのインテグリティに対し深刻な脅威を与えるものであり、流れをなくすかまたは少なくとも制御することが要求される
。
から逆方向に引っ張られ他の固定用プライに対しずれるとき、依然としてコアクラッシュが時々発生するかもしれない。オートクレーブ圧力を加えるときパネル内のコアに作用する力を克服するためには、テープの接着力だけでは不十分である。我々は、固定用プライ相互を信頼できるように、容易にかつ低価格で接着するやり方を発見した。プライ相互を接着させると、いずれの個別のプライに作用する力もすべての固定用プライに分配され、固定用プライをマンドレルに接着するテープにかかる最大力が減じられる。複合ハニカムサンドイッチ構造に関連して説明してきたが、この接着方法は一般に、複合構造内の固定用プライに関わるすべての応用例に応用可能である。
この説明の評価基準として、最初に我々は典型的な複合ハニカムサンドイッチ構造を説明する。その次に、固定用プライを互いに信頼可能に接着させる我々の発明の方法を説明する。
ETLBOND(登録商標)2550B−.082 36″としてサイテックから単一の商品として購入できる。
れを禁ずるかまたは制限するよう機能する。オートクレーブ処理サイクルの間にプレフォームが加熱され、マトリクス樹脂が軟化し溶け、そして流れの大きい樹脂については本質的に融解するとき、固定用プライ150は、繊維の固有の粗さによってコアを留め付ける。これらのパネルにより、我々はコアクラッシュに悩まされることなくより低密度のハニカムコアを使用できるので、2.5から4lb/ft3のコアを節約できる。戦闘機については、この変化により1台あたり25lbも節約できる。
斜で先細りしていくハニカムコアの角度のついた切削領域(湾曲部)を意味する。チャンファ部は、組込まれたハニカムを有するパネルの構造本体と全くハニカムコアがかけた接続エッジバンドとの間の滑らかな移行部を提供するため、複合ハニカムサンドイッチパネルのエッジバンドで使用される。この発明の方法は、もし1つの固定用プライもなしにコアクラッシュを避けようとするならばしばしば従来の実施において必要とされる角度よりもはるかに急なチャンファ部角度を使用することを可能にする。我々は20°のチャンファ部を好むが、パネルの設計要件に適した任意の角度にこの角度を増加させることができると我々は信ずる。
Claims (24)
- 複合ハニカムサンドイッチ構造であって、
(a) コアセルを有するハニカムコアと、
(b) コアに接着される繊維で補強されたマトリクス樹脂のプライを有する少なくとも1つの複合積層板と、
(c) 積層板とコアとを結合させ、かつ、積層板からコアセルへの樹脂流れをなくすための、積層板とコアとの間のフィルムバリヤ層と、
(d) コアセルへの樹脂流れまたはコアセルへのバリヤフィルムの撓みをなくすための、バリヤ層とコアとの間の、支持スクリムを備えるフィルム状接着剤とを含む、複合ハニカムサンドイッチ構造。 - 積層板は、ビスマレイミドマトリクス樹脂を含む、請求項1に記載の複合ハニカムサンドイッチ構造。
- バリヤ層は結合可能な程度のポリイミドである、請求項1に記載の複合ハニカムサンドイッチ構造。
- フィルム状接着剤は、ビスマレイミドを含む、請求項2に記載の複合ハニカムサンドイッチ構造。
- バリヤ層と積層板との間に無支持体フィルム状接着剤層をさらに含む、請求項4に記載の複合ハニカムサンドイッチ構造。
- 複合ハニカムサンドイッチパネルの積層スキンからハニカムのセルへの樹脂流れをなくすための方法であって、
樹脂に対して不浸透性であり、スキンとハニカムとの間に接着される、スクリムに支持されるバリヤフィルムを備えるスキン内に樹脂を含ませるステップを含む、樹脂流れをなくすための方法。 - 複合構造の製造において固定用プライを合せて接着するための方法であって、
(a) レイアップマンドレルの上に複合構造の形の複合プレフォームを組立てるステップを含み、前記プレフォームは少なくとも1つの樹脂含浸積層板と少なくとも2つの固定用プライとを有し、前記方法はさらに、
(b) 複合構造の正味のトリムラインの外側でプライに与えられるフィルム状接着剤により固定用プライを互いに接着するステップを含み、
フィルム状接着剤は、積層板内の樹脂よりも低い温度で硬化する、複合構造の製造において固定用プライを合せて接着するための方法。 - 積層板はビスマレイミドマトリクス樹脂を含む、請求項7に記載の複合構造の製造において固定用プライを合せて接着するための方法。
- プレフォームは、結合可能な程度のポリイミドから作られるバリヤフィルムを積層板に隣接して含む、請求項7に記載の複合構造の製造において固定用プライを合せて接着するための方法。
- プレフォームは、ハニカムコアおよび、バリヤフィルムとコアとの間の接着剤を含む、請求項8に記載の複合構造の製造において固定用プライを合せて接着するための方法。
- プレフォームは、バリヤフィルムと積層板との間にフィルム状接着剤層を含む、請求項
10に記載の複合構造の製造において固定用プライを合せて接着するための方法。 - プレフォームは、バリヤフィルムのコアセルへの撓みを防止するため、バリヤフィルム接着剤とコアとの間に支持スクリムを含む、請求項10に記載の複合構造の製造において固定用プライを合せて接着するための方法。
- プレフォームは、接着剤とコアとの間にコアと接触する固定用プライを含む、請求項12に記載の複合構造の製造において固定用プライを合せて接着するための方法。
- ハニカムコアに接着される樹脂含浸積層板を有するチャンファ部付複合ハニカムサンドイッチパネルにおけるコアクラッシュを減じるための方法であって、コアはチャンファ部を有し、前記方法は、
(a) コアと積層板との間のずれを防止するため、チャンファ部領域内でパネルのハニカムコアと固定用プライとを接触させるステップと、
(b) 積層板の外部表面上に固定用プライを組立てるステップと、
(c) パネルの正味のトリムラインの外側で固定用プライに与えられるより低温で硬化する接着剤により、固定用プライを互いにおよびレイアップマンドレルに接着するステップとを含み、
接着剤は、オートクレーブ圧力を加えるよりも前、かつ、積層板内の樹脂が溶け流れる前に、溶けかつ硬化する、チャンファ部付複合ハニカムサンドイッチパネルにおけるコアクラッシュを減じるための方法。 - 積層板は、積層板のフェースシートからコアセルへの樹脂流れを防止するためのバリヤフィルムを含み、1固定用プライはバリヤフィルムとコアとの間にある、請求項14に記載のチャンファ部付複合ハニカムサンドイッチパネルにおけるコアクラッシュを減じるための方法。
- コアクラッシュに対する改良された耐性を有する複合ハニカムサンドイッチ構造であって、
(a) コアセルと周辺チャンファ部とを有するハニカムコアと、
(b) コアに接着される繊維で補強されたマトリクス樹脂のプライを有する少なくとも1つの複合積層板と、
(c) 積層板とコアとを結合させ、かつ、積層板からコアセルへの樹脂流れをなくすための、積層板とコアとの間のバリヤフィルム状接着剤と、
(d) コアに対するバリヤフィルムのずれをなくし、そうすることによってコアクラッシュを減じるための、接着剤の下でコアのチャンファ部と接触する周辺固定用プライとを含む、複合ハニカムサンドイッチ構造。 - 積層板は、ビスマレイミドマトリクス樹脂を含む、請求項16に記載の複合ハニカムサンドイッチ構造。
- バリヤフィルムは結合可能な程度のポリイミドである、請求項16に記載の複合ハニカムサンドイッチ構造。
- 接着剤はビスマレイミドを含む、請求項17に記載の複合ハニカムサンドイッチ構造。
- バリヤフィルムと積層板との間にフィルム状接着剤層をさらに含む、請求項19に記載の複合ハニカムサンドイッチ構造。
- バリヤフィルムのコアセルへの撓みを防止するため、バリヤフィルム状接着剤とコアと
の間に支持スクリムをさらに含む、請求項16に記載の複合ハニカムサンドイッチ構造。 - ハニカムコアのチャンファ部に沿って複合積層板のずれにより引き起こされるコアクラッシュに対し耐性のある複合ハニカムサンドイッチ構造であって、
(a) チャンファ部を有するハニカムコアと、
(b) チャンファ部に接触する固定用プライと、
(c) チャンファ部で固定用プライを通じてコアに接着される少なくとも1つの積層板とを含み、
固定用プライは、コアを積層板に接着するためのこの構造のオートクレーブ硬化の間にコアクラッシュを生み出すであろう、コアに対しての積層板の有害なずれを防止する、複合ハニカムサンドイッチ構造。 - ハニカムコアに接着される積層板を有するチャンファ部付複合ハニカムサンドイッチパネルにおけるコアクラッシュを減じるための方法であって、コアはチャンファ部を有し、前記方法は、
コアと積層板との間のずれを防止するためチャンファ部の領域内でパネルのハニカムコアに固定用プライを接触させるステップを含む、チャンファ部付複合ハニカムサンドイッチパネルにおけるコアクラッシュを減じるための方法。 - 積層板は積層板からコアセルへの樹脂流れを防止するためのバリヤフィルムを含む、請求項23に記載のチャンファ部付複合ハニカムサンドイッチのパネルにおけるコアクラッシュを減じるための方法。
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