JP2008514452A - 複合部品を製造するための装置、システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下の開示は主に、複合部品の製造、より詳細にはメス型に繊維強化樹脂材料をラミネートするための装置、システムおよび方法に関する。
繊維強化樹脂材料または一般に知られる「複合材料」は、高い重量比強度および耐食性等、従来の金属材料に比べ多くの長所を有する。従来の複合材料には通常、ガラス、カーボンまたは織布および/または不織布の形態のポリアラミド繊維が含まれる。原材料段階では、繊維は予め樹脂含浸されるか、または乾燥状態のままであることが可能である。乾燥状態では、金型表面に配置された後に繊維に樹脂が注入されることが可能である。樹脂を硬化し、ラミネートを金型の形に固めるために、金型表面の樹脂含浸繊維に熱および/または圧力が加えられることが可能である。熱および圧力は、炉、オートクレーブ、加熱された平坦なまたは曲線状の成型ツール、または真空バッグの使用を含む複数の方法の組み合わせにより加えられることが可能である。
本発明は主に、複合部品およびその他のラミネート部品をメス型を用いて製造するための装置、システムおよび方法に関する。本発明の1態様に係り構成される当て板は、第1角部分と第2角部分との間に配置される基底部分を含む。本開示において「当て板」とは、ラミネートの際に圧力を加えるために構成される器具または部材の基底一般のことを指す。当て板の基底部分は、休止状態では湾曲した形状を有するが、ラミネートの際に圧力を受けると平坦な形状へ移行する。このようにして基底部分を平坦にすることにより、第1および第2角部分が外側へ、基底部分から離れるように動かされる。
以下の開示では、複合部品を製造するための装置、システムおよび様々な方法について説明する。本発明の様々な実施形態を詳細に理解するために、以下の説明および図2Aから4において特定の詳細について述べられている。しかし、複合部品および複合部品の製造に関連性があり公知である構造およびシステムに関するその他の詳細は、本発明の様々な実施形態の説明を不必要にあいまいにすることを避けるために、以下の開示には記載されていない。
を有するメス型202を含む。金型表面204は、第2側方領域205から第1移行領域206aの分だけ離間している第1側方領域203と、第2側方領域205から第2移行領域206bの分だけ離間している第3側方領域207とを含むことが可能である。図示される実施形態では、移行領域206は内半径を規定する面を含む。しかし他の実施形態では、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、移行領域206が別の形状を有することが可能である。この形状にはたとえば、傾斜面、部分的に傾斜している面、ならびに、楕円、長円、その他の湾曲構成要素を有する湾曲した面を含むことが可能である。
ては必ずしもこの長所を示さずとも本発明の範囲に入ることも可能である。したがって、添付の請求項に規定されない限り本発明は限定されない。
Claims (45)
- 第1角部分と第2角部分との間に配置される基底部分を備える当て板であって、基底部分が休止状態では湾曲した形状を有するが、ラミネートの際に圧力を受けると平坦な形状に移行し、基底部分の平坦な形状への移行により第1および第2角部分が基底部分に対して外側へ動かされる、ラミネート時に圧力を加えるための当て板。
- 当て板が休止状態にある場合、基底部分が反っている、請求項1に記載の当て板。
- 当て板が休止状態にある場合、基底部分が第1方向へ湾曲し、第1角部分が第2方向へ湾曲している、請求項1に記載の当て板。
- 基底部分が第1曲率半径を有し、第1角部分が第2曲率半径を有し、当て板が休止状態にある場合は第2曲率半径が第1曲率半径より小さい、請求項1に記載の当て板。
- 基底部分が弾性的に可動である、請求項1に記載の当て板。
- 基底部分が、非平坦な表面を有する外面部分を含む、請求項1に記載の当て板。
- 基底部分が、複数の溝を有する外面部分を含む、請求項1に記載の当て板。
- 基底部分が、複数のリッジを有する外面部分を含む、請求項1に記載の当て板。
- 基底部分および第1および第2角部分が、単一の金属板から形成される、請求項1に記載の当て板。
- 基底部分および第1および第2角部分が単一のプラスチック材から形成される、請求項1に記載の当て板。
- 金型表面の複合ラミネートに対向するように構成される外面部分と、
非平坦な表面を有する外面部分と、
を備える、ツールの金型表面上のラミネートに圧力を加えるための当て板。 - 外面部分が複数の溝を含む、請求項11に記載の当て板。
- 外面部分が複数のリッジを含む、請求項11に記載の当て板。
- 非平面状の基底部分をさらに備え、外面部分が非平面状の基底部分上に形成される、請求項11に記載の当て板。
- 金型表面の側方領域に近接して配置されるように構成される基底部分と、
金型表面の移行領域に近接して配置されるように構成される角部分と、を備える補助ツールであって、金型表面の側方領域に向かって基底部分を撓ませることにより、角部分を基底部分から離れるように金型表面の移行領域へ向かって動かす、金型表面上のラミネートに圧力を加えるための補助ツール。 - 基底部分が、金型表面の側方領域に対向するように構成される反り表面部分を含み、基底部分を金型表面の側方領域に向かって撓ませることにより、反り表面部分を側方領域に対して平坦にさせる、請求項15に記載の補助ツール。
- 基底部分が、第1方向へ湾曲する第1表面部分を含み、角部分が、第1方向と反対の第2方向へ湾曲する第2表面部分を含む、請求項15に記載の補助ツール。
- 基底部分および角部分が、単一の金属板からなる2つの部分である、請求項15に記載の補助ツール。
- 基底部分および角部分が、単一のプラスチック材からなる2つの部分である、請求項15に記載の補助ツール。
- 基底部分および角部分が、単一の真空成形熱可塑性材料からなる2つの部分である、請求項15に記載の補助ツール。
- 基底部分および角部分が、単一の回転成形熱可塑性材料からなる2つの部分である、請求項15に記載の補助ツール。
- 基底部分が、非平坦な表面を有する外面部分を含む、請求項15に記載の補助ツール。
- 基底部分が、複数の溝を有する外面部分を含む、請求項15に記載の補助ツール。
- 基底部分が、複数のリッジを有する外面部分を含む、請求項15に記載の補助ツール。
- 角部分が、金型表面の第1移行領域に近接して配置されるように構成される第1角部分であり、補助ツールがさらに、金型表面の第2移行領域に近接して配置されるように構成される第2角部分を備え、基底部分を金型表面の側方領域へ向かって撓ませることにより、第1角部分が第1移行領域へ向かって、第2角部分が第2移行領域へ向かって動かされる、請求項15に記載の補助ツール。
- 積層を支持するよう構成される金型表面を有するツールであって、金型表面が移行領域に近接する側方領域を有するツールと、
金型表面上の積層に圧力を加えるための補助ツールと、を備えるシステムであって、補助ツールが、
金型表面の側方領域に近接して配置されるように構成される基底部分と、
金型表面の移行領域に近接して配置されるように構成される角部分と、を備え、基底部分を金型表面の側方領域へ向かって撓ませることにより、角部分が金型表面の移行領域へ向かって動かされる、
複数の層を一体化してラミネートするためのシステム。 - ツールがメス型である、請求項26に記載のシステム。
- 金型表面の移行領域が第1移行領域であり、金型表面がさらに、第1移行領域から離間する第2移行領域を備え、金型表面の側方領域が第1移行領域と第2移行領域との間に配置されている、請求項26に記載のシステム。
- 補助ツール上に配置されるように構成され、少なくとも部分的に真空排気される密封層をさらに備える、請求項26に記載のシステム。
- 補助ツール上に配置されるように構成され、少なくとも部分的に真空排気される密封層をさらに備え、密封層の真空排気により、補助ツールの基底部分がツール表面の側方領域に向かって撓む、請求項26に記載のシステム。
- ツールの金型表面が、複数の繊維積層を支持するように構成されており、システムがさらに、金型表面に作動的に連結され、繊維積層に樹脂を注入するよう構成される樹脂注入システムを備える、請求項26に記載のシステム。
- 補助ツール上に配置されるように構成され、少なくとも部分的に真空排気される密封層であって、密封層の真空排気により補助ツールの基底部分がツール表面の側方領域に向かって撓む密封層と、
金型表面に作動可能に連結される樹脂注入システムであって、密封層が真空排気された後に繊維積層に樹脂を注入するように構成される樹脂注入システムと、
をさらに備え、ツールの金型表面が複数の繊維積層を支持するように構成されている請求項26に記載のシステム。 - 概ね弓状の形を有する第1位置と、概ね平坦な形状を有する第2位置との間で可動である基底部分と、
基底部分に取り付けられる角部分であって、基底部分が第1位置にある場合の第3位置と、基底部分が第2位置にある場合の第4位置との間で基底部分と共に可動であり、第4位置が第3位置より外側に配置されている角部分と、
を備える、金型表面上の材料に圧力を加えるための補助ツール。 - 基底部分および角部分が一体的な材料からなる2つの部分である、請求項33に記載の補助ツール。
- 複数の繊維をツールの金型表面上に配置することと、
当て板の湾曲した基底部分を繊維の第1部分上に配置することと、
繊維の第1部分に対して基底部分を平坦化し、繊維の第2部分を金型表面の移行領域に対して圧縮するために、当て板の湾曲した基底部分を金型表面の側方領域に向かって押圧することと、
を備える、部品の製造方法。 - 当て板上に密封層を配置することをさらに備え、当て板の基底部分を金型表面の側方領域に向かって押圧することが、密封層と金型表面との間から少なくとも一部の空気を除去することを含む、請求項35に記載の方法。
- 当て板の湾曲した基底部分が金型表面の側方領域に向かって押圧される際に、複数の繊維に樹脂を注入するため、当て板と金型表面との間に樹脂を流すことをさらに備える、請求項35に記載の方法。
- 当て板上に密封層を配置することと、
密封層と金型表面との間から少なくとも一部の空気を除去した後に、当て板と金型表面との間に樹脂を流すことと、
をさらに備える、請求項35に記載の方法。 - 請求項35に記載の方法により製造された繊維強化樹脂部品。
- 航空機構造に取り付けられるように構成される外面を有する、請求項39に記載の繊維強化樹脂部品。
- 部品の形状に繊維積層を支持するための金型手段と、
繊維積層の第1部分を金型手段の平面部分に対して圧縮するための第1手段と、
繊維積層の第1部分を金型手段の平面部分に対して圧縮するための第1手段に対応して
、繊維積層の第2部分を金型手段の湾曲部分に対して圧縮するための第2手段と、
を備える、複数の繊維積層を一体化してラミネートするためのシステム。 - 金型手段上の繊維積層に対して空気圧を加えるための真空排気手段をさらに備え、第1手段が真空排気手段に対応する、請求項41に記載のシステム。
- 金型手段が、積層部品の外側モールドラインを形成する手段を含む、請求項41に記載のシステム。
- 繊維積層に樹脂を注入する手段をさらに備える、請求項41に記載のシステム。
- 金型手段が、繊維積層を航空機部品の形状に支持する手段を含む、請求項41に記載のシステム。
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