JP2015155203A - 一体型落雷防護材料の作成システムおよび方法 - Google Patents

一体型落雷防護材料の作成システムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複合構造物上への一体型金属樹脂落雷防護材料の自動配置の作成システム及び方法の提供。
【解決手段】複合構造物上への自動化された配置に適合された一体型落雷防護システムであって、有機高分子樹脂からなる表面仕上げ層２２と、エキスパンデッドメタル箔の伝導層２４と、絶縁／粘着層２６と、キャリアペーパー層２８とを含む一体型落雷防護システム。又は、キャリアペーパー上に設置された有機高分子樹脂に封入されたエキスパンデッドメタル箔からなる一体型落雷防護材料と、該材料を航空機複合部品上に配置して、該複合部品を落雷から保護するのに適した自動配置機械とを含む一体型落雷防護システム。或いは、落雷防護を施した複合構造物の作成方法。
【選択図】図２

Description

一体型落雷防護材料の作成システムおよび方法を提供する。より詳細には、複合構造物上への一体型金属樹脂落雷防護材料の自動配置の作成システムおよび方法を提供する。
航空機および航空宇宙構造物はますます、以前用いられていたアルミニウム合金や類似の金属材料よりもむしろ炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）といった複合材料から作成されるようになっている。その理由は主に、複合材料が、構造的性能を高め、良好な強度および剛性特性を提供し、かつ、航空機重量を低減するからである。しかしながら、複合材料は、金属材料より伝導性が低く、落雷に対する耐性が低い。複合材料は、典型的には約１００，０００アンペアで５０，０００ボルトである落雷による電流および熱を金属材料ほどはすばやく分散できない。知られているシステムおよび方法は、航空機および航空宇宙構造物のような複合構造物に対して落雷防護を施すために開発されてきた。いくつかの知られているシステムおよび方法は、金属導体を付加するか、または、翼および胴体上のスキンパネルのような航空機の複合外表面にさまざまな構成の金属箔システムを組み込んで、導電率を向上させ、かつ、飛行に重要な領域およびその下に存在する航空機構成部品から電流を分散および分流させることにより、落雷事象による物理的損傷を最小化する。金属導体の付加には、複合構造物表面を覆って付与され、かつ、該表面に接着剤で固着された誘電体材料と伝導性材料との交互層を用いるアップリケ様のシステムが含まれてもよい。このシステムは、下に存在する航空機構成部品を落雷から絶縁し、かつ、落雷による電流および熱の迅速な分散および放散のための伝導経路を提供する。金属箔システムの組込みには、複合材料に積層され、かつ、これと共硬化される（co-cured）中実のまたはエキスパンデッドメッシュ状の銅またはアルミニウム箔の使用が含まれてもよい。このシステムは、特別な締結具およびその他の特徴と組み合わせて、複合構造物にある程度の落雷防護を施す、落雷による電流の分流および分散のための伝導経路を提供する。しかしながら、このような知られているシステムおよび方法は、落雷防護システムの効率的な一体化に必要な複数の材料構成部品の手作業による冗長で時間のかかる配置を伴うことが多い。
これに加えて、落雷防護のための知られているシステムおよび方法は、一般的に、後続の仕上げ塗りシステムの付与のための滑らかな表面を提供する表面仕上げ層と、落雷による電流を伝導する金属箔層と、典型的には樹脂強化繊維ガラス層である、電解腐食を防ぎ、かつ、塗料および交互薄片割れを引き起こす熱膨張の不一致を改善する任意の絶縁層とを個々に積層することにより作成される。例えば、複合構造物用落雷防護材料は、米国特許第５，２２５，２６５号明細書に開示されており、ここでは、エポキシ層と金属箔層とが、一体化されずに、互いに個々に積層されている。しかしながら、別個の層におけるこれらの知られている複層システムのレイアップは、時間がかかり、大きな労働力を要する。これに加えて、材料のしわ、汚染および材料の取り扱いを誤ることにより問題が生じる可能性がある。工具や複合基板に対する材料の粘着性もまた、材料が個々に付与される際は課題となりうる。
いくつかの材料供給者は、製造フロー時間および取り扱いを最低限改善する一体型エキスパンデッドメタル箔およびエポキシ系フィルムを提供している。例えば、落雷複合材料を作成する知られているプロセスが、米国特許第５，４７０，４１３号明細書に開示されており、ここでは、エキスパンデッドメタル箔の層と、エポキシ系樹脂フィルムの単一層と、キャリア層とを含む複層複合材料が提供されている。別の知られているシステムは、米国特許第７，２７７，２６６号明細書に開示されており、落雷防護アップリケに向けられた複合構造物用の落雷防護システムのためのものである。しかしながら、この知られているシステムは、共硬化されていないアップリケを用いており、かつ、感圧性接着剤を用いている。そのうえ、これら知られているシステムは、大量加工を支援する自動化された製造プロセス、とりわけ、自動化された取り扱い、切断および配置が可能でない。これに加えて、知られている一体型システムはまた、航空宇宙用途に対する環境要件を満たす十分な表面仕上げ、封止および平滑さを提供するのにエポキシ表面仕上げ層のような追加の表面仕上げ層を必要とする場合がある。いくつかの知られているシステムは、環境要件を満たすよう設計されている一方で、自動化可能性および最低重量の制約内では最適化されていない。落雷防護および／または環境耐久性のために設計された一体型システムは、可撓性および粘着性要件を有するようには作られていない。これらは、両面に粘着性を有していないので、簡単には起伏の付いた表面に沿わせることができない。また、自動化された配置システムにおいて材料を安定して巻くためには、両面の粘着性が必要である。何らかのよりわずかに一体化されたシステムが存在するとすると、これらは一方の面にしか粘着性がない。
よって、知られているシステムおよび方法に付随する問題を有さない一体型落雷防護材料の作成システムおよび方法が必要である。
知られているシステムおよび方法に付随する問題を有さない一体型落雷防護材料の作成システムおよび方法、ならびに、独特で非自明かつ有利なシステムおよび方法に対するこのような必要性が満たされる。知られているシステムおよび方法のいずれも、ここで挙げられている数多くの利点をすべては提供していない。知られているシステムおよび方法とは異なり、本発明は、以下の利点の１つ以上を提供可能である。該システムおよび方法は、紙をベースとするキャリアペーパー上のエキスパンデッドメタル箔および粘着層と典型的にはエポキシ系の樹脂フィルムを一体化することを提供し、これにより、取り扱い、切断および配置のような大量加工を支援し、かつ、落雷防護複合スキンシステムの大量レイアップを支援するさまざまな自動配置機械において加工可能となる。該システムおよび方法は、エキスパンデッドメタル構成部品および典型的にはエポキシ系の樹脂フィルム材料構成部品を１つの単一一体型製品に一体化することを提供し、この製品は、落雷のような電磁的影響に対する保護を提供する平坦な複合スキン構造物および起伏の付いた複合スキン構造物の上に迅速かつ効率的に材料を配置するための既存の複合テープおよび布自動化配置機械とともに用いることができる。該システムおよび方法は、材料を安定して巻くのに必要な両面の粘着性を材料に与える。該システムおよび方法は、環境的に耐久性があるとともに、輪郭（contour）テープ設置機械、バキュームアシステッドバルク配置システムおよびその他の自動配置機械により連続的に機能することができる一体型材料を提供する。該システムおよび方法により、製造フロー時間が改善され、材料均一性が向上し、労働時間および資源が削減され、取り扱いおよび汚染の懸念が最小化される。該システムおよび方法は、余分な表面、余分な絶縁体または余分な金属を追加することなく、電磁的影響、保護および環境性能を満たすことができる独立型システムとしての自動化をもたらす。該システムおよび方法は、ｘ−ｙ平面においてより容易に湾曲しｚ平面において湾曲可能な可撓性の向上した材料を提供する。該システムおよび方法は、取り扱いの誤り、汚染、しわやその他の製造欠陥から生じ得る不合格部品または材料の量を低減できる。該システムおよび方法は、複合構造体上に材料を配置するための追加の機械開発が必要ないか、または最低限で済む。該システムおよび方法は、落雷および電磁的影響からの防護ならびに使用期間中の環境的耐久性を向上させつつ、起こりうる欠陥およびふぞろいの出現およびその量に関して全体として改善された複合部品を提供できる。
本発明の一実施形態において、複合構造物上への自動化された配置に適合された一体型落雷防護システムであって、有機高分子樹脂からなる表面仕上げ層と、エキスパンデッドメタル箔の伝導層と、絶縁層と、キャリアペーパー層とを含む一体型落雷防護システムを提供する。
本発明の別の実施形態において、キャリアペーパー上に設置された有機高分子樹脂に封入されたエキスパンデッドメタル箔からなる一体型落雷防護材料と、該材料を航空機複合部品上に配置して、該複合部品を落雷から保護するのに適した自動配置機械とを含む一体型落雷防護システムを提供する。
本発明の別の実施形態において、落雷防護を施した複合構造物の作成方法であって、キャリアペーパー上に設置された有機高分子樹脂に封入されたエキスパンデッドメタル箔を含む一体型落雷防護材料を自動積層機械内に装填し、該材料を複合スキンの露出表面上に積層して落雷防護を施した複合構造物を形成することを含む方法を提供する。
上記ならびにその他の利点および特徴とこれらが達成される手法とは、添付の図面とともに考慮される以下の詳細な説明を鑑みると容易に明らかとなるだろう。該添付の図面は、好適かつ例示的な実施形態を示しているが、一律の縮尺に必ずしも従わずに描かれている。
図１は、航空機上のさまざまな落雷領域を示す航空機の平面図である。 図２は、本発明の複層落雷防護材料システムを示す略図である。 図３は、本発明の複層落雷防護材料システムの一体型製品に変換された前駆材料を示す略図である。 図４は、本発明の一体型落雷防護材料システムを複合構造物上にレイダウンする輪郭テープ設置機械の斜視背面図である。 図５は、本発明の一体型落雷防護材料システムを複合構造物上にレイダウンする図４の輪郭テープ設置機械の斜視側面図である。 図６は、本発明の一体型落雷防護材料システムを複合構造物上にレイダウンする図４の輪郭テープ設置機械の斜視前面図である。 図７は、本発明の一体型落雷防護材料システムの複合構造物上への仕上げ配置の斜視前面図である。 図８は、本発明の二種類の一体型落雷防護材料システムの複合構造物上への仕上げ配置の斜視前面図である。
ここで、添付の図面を参照して、以下に本発明の実施形態をより完全に説明する。該添付図面には、本発明の実施形態のすべてではないいくつかが示されている。実際、いくつかの種々の実施形態が提供されているかもしれないが、ここに記載されている実施形態に限定して解釈されるべきではない。むしろ、これら実施形態は、本開示が十分かつ完全となり、本発明の範囲が当業者に十分に伝わるよう提供されている。
本発明は、航空機ならびに航空宇宙複合構造物および部品といった複合構造物または部品上への自動化された配置または積層に適した落雷防護システムおよび方法を記載している。ここで図面を参照すると、図１は、航空機のさまざまな落雷領域を示す航空機１０の平面図である。直接落雷が起こる可能性が高いこういった航空機１０の領域には、翼領域１２、翼端領域１４、機首領域１６、胴体領域１８および尾部領域２０が含まれていてもよい。
図２は、航空機の翼領域、翼端領域、胴体領域、尾部領域または機首領域といった複合構造物上への自動化された配置に適合された本発明の一体型複層落雷防護システムを示す略図である。本発明は、各構成部品が理想的な落雷防護、環境性能および自動化された製造専用に最適化されているいくつかの構成部品を含む一体型金属樹脂落雷防護材料システムを含む。該システムは、有機高分子樹脂からなる表面仕上げ層２２を含む。好ましくは、有機高分子樹脂は、メリーランド州ハーバーデグレースのＣｙｔｅｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製のＣｙｔｅｃ Ｍｅｔｌｂｏｎｄ１５１５−３またはＣｙｔｅｃ ＳｕｒｆａｃｅＭａｓｔｅｒ９０５といった部分的に硬化したフェノールエポキシ樹脂を含む。しかしながら、他の適切な有機高分子樹脂を用いることもできる。好ましくは、表面仕上げ層は、エポキシ系のものであり、下に取り上げる伝導層２４を封入かつ環境的に保護するよう設計されており、かつ、表面前処理および塗料システム用途の犠牲層として働き、これを提供するよう設計されていてもよい。好ましくは、表面仕上げ層の厚みは、０．００２インチから０．０７５インチの範囲である。好ましくは、表面仕上げ層の重量は、０．０１５ｐｓｆ（ポンド・平方フィート）から０．０７０ｐｓｆの範囲である。
図２に示されているように、一体型複層落雷防護システムは、表面仕上げ層２２に隣接して伝導層２４をさらに含んでいる。伝導層は、エキスパンデッド箔を含む。伝導層２４は、落雷による電流を取り付け点から離れた方向に伝導し、かつ／または、干渉信号から電子／電気システムを遮蔽する。好ましくは、伝導層のエキスパンデッドメタル箔は、銅、アルミニウム、チタニウム、ニッケル、青銅、金、銀およびこれらの合金、または、その他の伝導性金属を含む。好ましくは、伝導層の厚みは、０．００１５インチから０．００６インチの範囲である。好ましくは、伝導層の重量は、０．０８６ｐｓｆから０．１００ｐｓｆの範囲である。エキスパンデッドメタル箔は、中実の金属箔より好適である。なぜなら、軽量であり、かつ、ｘ−ｙ平面およびｚ平面内で屈曲可能なために自動化可能性の見込みがあるからである。
図２に示されているように、一体型複層落雷防護システムは、必要に応じて（すなわち、アルミニウム合金の場合）下に存在する炭素繊維強化プラスチック積層体から伝導層を電気的に絶縁する絶縁または粘着層２６をさらに含む。好ましくは、絶縁または粘着層は、エポキシ系樹脂材料、繊維ガラス‐エポキシプリプレグ材料、薄型接着剤材料またはその他の有機高分子樹脂を含む。絶縁または粘着層上の接着剤は、絶縁または粘着層がキャリアペーパー層２８の一面に接着可能であり、かつ、隣接する炭素繊維強化プラスチック層の付与を向上可能なように粘着性をもたらす。ある実施形態において、絶縁または粘着層は、表面仕上げ層と同じ組成を有していてもよい。好ましくは、絶縁または粘着層の厚みは、０．００１５インチから０．００５インチの範囲である。好ましくは、絶縁または粘着層の重量は、０．０１５ｐｓｆから０．０６０ｐｓｆの範囲である。
図２に示されているように、一体型複層落雷防護システムは、絶縁または粘着層に隣接したキャリアペーパー層２８をさらに含んでいる。好ましくは、キャリアペーパー層は、調節可能な粘着性を有する適切な紙を含む。より好ましくは、キャリアペーパー層は、低または中程度の粘着性を有する。好ましくは、キャリアペーパー層は、シリコーン離型剤を有する。シリコーンは、落雷材料をペーパーから除去するための滑らかな表面をもたらす。好ましくは、キャリア層の厚みは、０．００４インチから０．００８インチの範囲である。キャリアペーパー層は、材料を複合構造物上に配置する際、除去されて廃棄されることが好ましい。こうして、キャリアペーパー層が絶縁または粘着層から除去されると、材料を複合構造物上に配置またはレイダウンする際、絶縁または粘着層の露出した粘着面が複合構造物の表面に取り付けられる。
可撓性は、自動化可能性の実現を推進する特徴ではあるが、システム全体の厚み、材料粘着性ならびにキャリアペーパーの粘着性および厚みもまた重要である。いくつかの組み合わせには、非常に特殊な紙特性が必要となる。例えば、箔‐樹脂フィルムシステムをより薄くするには、より厚いキャリアペーパーが必要である。絶縁または粘着層は、金属システムおよび該システムが専用に設計されている自動配置機械に対する適切性および適合性に基づいて選択される。好ましくは、エキスパンデッドメタル箔は、樹脂に封入され、キャリアペーパー上に設置され、自動配置機械の要件に特有の幅でコアに巻きつけられている。使用される箔および樹脂の種類は、落雷および耐久性の要件に依存している。粘着性および可撓性といったパラメータは、システムが自動化できるように最適化される。一体型材料は、樹脂がフィルムで覆われている状態でそれに合わせて高分子樹脂にエキスパンデッドメタル箔を埋め込むことにより、または、部分的に硬化した樹脂がすでにフィルムで覆われており、樹脂フィルム層と絶縁または粘着層との間または樹脂フィルム層間にエキスパンデッドメタル箔を挟むといったように後処理的に作成されることが好ましい。
図３は、典型的には繊維ガラスまたは炭素繊維強化織物マットまたは編物ポリエステルを含むスクリムキャリアのような繊維強化材料層３０を有する表面仕上げ層２２を含む前駆材料「Ａ」を示す略図である。前駆材料「Ａ」は、伝導層２４と、絶縁または粘着層２６と、キャリアペーパー層２８とをさらに含む。前駆材料は、組み合わせて一体化され、キャリアペーパー層２８上に積層された繊維強化材料層３０と、伝導層２４と、絶縁または粘着層２６とを有する表面仕上げ層２２の一体化された層を含む一体型製品「Ｂ」を形成する。
好ましくは、複合構造物上への一体型複層落雷防護システムの自動配置は、輪郭テープ設置機械またはバキュームアシステッドバルク配置システムといった自動配置または積層機械を用いて行われる。好ましくは、本発明とともに用いられる輪郭テープ設置機械は、オハイオ州シンシナティのＭＡＧ Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ、フランス国トゥールーズのＦｏｒｅｓｔ−Ｌｉｎｅまたはスペイン国パンプローナのＭ．Ｔｏｒｒｅｓから入手される。好ましくは、輪郭テープ設置機械は、大型で起伏の付いた部品上の高速複合テープレイアップが可能であり、かつ、典型的には、６インチまたは１２インチの幅の落雷防護材料に対応する。バキュームアシステッドバルク配置システムは、表面積がより大きく、かつ、４８インチ以下の幅の落雷防護材料に対応可能である。落雷防護システムは、自動配置機械上に装填され、自動配置機械は、複合構造物または工具上に落雷防護システムを配置または積層する。一体型落雷防護材料を有する積層された複合構造物または部品は、後に組み立てて航空機とすることができる。
図４は、従来の輪郭テープ設置機械３６により複合スキン３４の露出表面上に配置またはレイアップされている、本発明のシステムおよび方法に係る一体型落雷防護材料３２を示している。図４は、方向４０に材料３２を設置している輪郭テープ設置機械３６の後端３８の斜視背面図である。図５は、複合スキン３４上で方向４０に本発明の一体型落雷防護材料３２をレイダウンする図４の輪郭テープ設置機械３６の一面４２の斜視側面図である。図６は、複合スキン３４上で方向４０に本発明の一体型落雷防護材料３２をレイダウンする図４の輪郭テープ設置機械３６の前端４４の斜視前面図である。図７は、輪郭テープ設置機械による複合スキン３４上への本発明の２片の一体型落雷防護材料３２の仕上げ配置または積層の斜視前面図である。仕上げ配置または積層された材料３２は、始端４８を有し、ここで、材料３２の一片の始端４８は、材料３２の他片の始端とわずかに重複している。仕上げ配置された材料３２の各片は、わずかな角度でレイダウンされた離間した側端５０を有する。仕上げ配置された材料３２の各片は、仕上げ端５２を有し、ここで、材料３２の一片の仕上げ端５２は、材料３２の他片の仕上げ端５２に対して小さな間隙４６を形成している。本発明では、材料を複合スキンまたはレイアップ工具上のどこにいかにしてレイダウンまたは配置するかということを正確に制御可能である。
図８は、輪郭テープ設置機械（図示せず）により複合スキン３４上へ本発明の二種類の一体型落雷防護材料３２、５４を複数片仕上げ配置した斜視前面図である。仕上げ配置または積層された材料３２、５４は、始端５６を有し、ここで、材料３２の始端５６は、材料５４の始端５６と重複している。仕上げ配置された材料３２、５４の各片は、仕上げ端５８を有し、ここで、材料３２の仕上げ端５８は、材料５４の仕上げ端５８から離間している。材料３２、５４の仕上げ端５８は、カーブ６０を成し、かつ、各片が最初から最後まで連続してレイダウンされるにしたがって、曲率半径が、レイダウンされる後続の各片ごとに小さくなる。本発明では、材料を複合スキンまたはレイアップ工具上のどこにいかにしてレイダウンまたは配置するかということを正確に制御可能である。本発明の落雷防護材料およびシステムの利点は、樹脂フィルム内のエキスパンデッドメタル箔形状により、輪郭に沿うことができることならびにｘ−ｙ平面およびｚ平面において湾曲できることを含む。
別の実施形態において、本発明は、キャリアペーパー上に設置された有機高分子樹脂に封入されたエキスパンデッドメタル箔からなる一体型落雷防護材料と、該材料を航空機複合部品上に配置して、該複合部品を落雷から保護するのに適した自動配置機械とを含む一体型落雷防護システムに関する。好ましくは、自動配置機械は、輪郭テープ設置機械を含む。ただし、図と関連して上に説明した本発明の実施形態についての詳細は、本発明のこの実施形態の詳細に同じ効力で該当するものとする。
別の実施形態において、本発明は、落雷防護を施した複合構造物の作成方法に関する。該方法は、一体型落雷防護材料を自動積層機械内に装填する工程を含む。好ましくは、落雷防護材料は、キャリアペーパー上に設置された有機高分子樹脂に封入されたエキスパンデッドメタル箔を含む。該方法は、落雷防護材料を複合スキンの露出表面上に積層して落雷防護を施した複合構造物を形成する工程をさらに含む。好ましくは、自動積層機械は、輪郭テープ設置機械を含む。好ましくは、複合構造物は、航空機の翼領域、胴体領域、尾部領域または機首領域を含む。好ましくは、該方法は、周囲温度において行われ、かつ、好ましくは、該方法は、積層される複合材料の大きさによってほんの何時間かで実行可能である。ただし、図と関連して上に説明した本発明の実施形態についての詳細は、本発明のこの実施形態の詳細に同じ効力で該当するものとする。
本発明は、環境的に耐久性があるとともに、輪郭テープ設置機械およびその他の自動配置機械により連続的に機能することができる一体型材料を提供する。本発明に包含される材料システムは、明確に自動化を目的として、かつ、落雷からの保護といった電磁的影響防護と環境性能とを満たすことができる独立型システムとして設計されている。本発明により、製造フロー時間が改善され、労働時間および資源が削減され、取り扱いおよび汚染の懸念が最小化され、落雷および電磁的影響からの防護ならびに使用期間中の環境的耐久性を向上させつつ、起こりうる欠陥およびふぞろいの出現およびその量に関して改善された複合部品を提供できる。
前述の説明および関連する図面において提示された教示の恩恵を受けて、本発明が属する技術分野の当業者は、本発明の数多くの変更およびその他の実施形態に想到するだろう。したがって、本発明は、開示されている特定の実施形態に限定されるものではなく、かつ、変更およびその他の実施形態は、添付の請求項の範囲内に含まれるよう意図されていることは理解されるべきである。ここでは特定の用語が使用されているが、これらは、包括的かつ記述的な意味にしか用いられておらず、限定を目的とはしていない。

Claims (15)

  1. 複合構造物上への自動化された配置に適合された一体型落雷防護システムであって、
    有機高分子樹脂からなる表面仕上げ層と、
    エキスパンデッドメタル箔の伝導層と、
    絶縁層と、
    キャリアペーパー層と
    を含む一体型落雷防護システム。
  2. 前記有機高分子樹脂が、フェノールエポキシ樹脂を含む請求項１に記載のシステム。
  3. 前記表面仕上げ層の厚みが、０．００２インチから０．０７５インチの範囲である請求項１に記載のシステム。
  4. 前記表面仕上げ層の重量が、０．０１５ｐｓｆから０．０７０ｐｓｆの範囲である請求項１に記載のシステム。
  5. 前記エキスパンデッドメタル箔が、銅、アルミニウム、チタニウム、ニッケル、青銅、金、銀およびこれらの合金を含む群から選択される金属を含む請求項１に記載のシステム。
  6. 前記伝導層の厚みが、０．００１５インチから０．００６インチの範囲である請求項１に記載のシステム。
  7. 前記伝導層の重量が、０．０８６ｐｓｆから０．１００ｐｓｆの範囲である請求項１に記載のシステム。
  8. 前記絶縁層が、エポキシ系樹脂材料、繊維ガラス‐エポキシプリプレグ材料、薄型接着剤材料および有機高分子樹脂を含む群から選択される材料を含む請求項１に記載のシステム。
  9. 前記絶縁層の厚みが、０．００１５インチから０．００５インチの範囲である請求項１に記載のシステム。
  10. 前記絶縁層の重量が、０．０１５ｐｓｆから０．０６０ｐｓｆの範囲である請求項１に記載のシステム。
  11. 前記キャリア層が、調節可能な粘着性を有する紙を含む請求項１に記載のシステム。
  12. 前記キャリア層の厚みが、０．００４インチから０．００８インチの範囲である請求項１に記載のシステム。
  13. 落雷防護を施した複合構造物の作成方法であって、
    キャリアペーパー上に設置された有機高分子樹脂に封入されたエキスパンデッドメタル箔を含む一体型落雷防護材料を自動積層機械内に装填し、
    前記材料を複合スキンの露出表面上に積層して落雷防護を施した複合構造物を形成する
    ことを含む方法。
  14. 前記自動積層機械が、輪郭テープ設置機械を含む請求項１３に記載の方法。
  15. 前記複合構造物が、航空機の翼領域、翼端領域、胴体領域、尾部領域または機首領域を含む請求項１３に記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102070985B1 (ko) * 2019-09-18 2020-01-29 국방과학연구소 낙뢰의 간접 영향으로부터 복합재 항공기를 보호하기 위한 복합재 항공기 보호 장치

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035847B4 (de) * 2006-08-01 2009-11-19 Airbus Deutschland Gmbh Strukturanordnung sowie Verfahren zum Herstellen eines Bauteils für die Luft-und Raumfahrt
GB0817591D0 (en) 2008-09-26 2008-11-05 Hexcel Composites Ltd Improvements in composite materials
US20100103582A1 (en) * 2008-10-28 2010-04-29 Shimp Harry B Lighting protection system for graphite fiber reinforced plastic structures
US20100108342A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Dexmet Corporation Layered structure with outer lightning protection surface
US20100147546A1 (en) * 2008-12-11 2010-06-17 Kenneth Mull Expanded metal lightning protection foils with isotropic electrical resistance
JP2012527375A (ja) 2009-05-19 2012-11-08 エーディーシー アクイジション カンパニー 落雷保護を有する構造物の形成方法
CA2771377C (en) * 2009-08-21 2018-05-22 Scott Duquette Energy dissipative tubes, sealing devices, and methods of fabricating and installing the same
ES2670225T3 (es) * 2009-10-20 2018-05-29 Vestas Wind Systems A/S Método para fabricar un cuerpo de materiales compuestos y una disposición de fabricación de cuerpo de materiales compuestos
GB2475041A (en) * 2009-11-02 2011-05-11 Hexcel Composites Ltd Electromagnetic hazard protector for composite materials
GB2474897B (en) * 2009-11-02 2015-09-16 Hexcel Composites Ltd Electromagnetic hazard protector for composite materials
GB201005053D0 (en) * 2010-03-26 2010-05-12 Rolls Royce Plc A gas turbine engine nose cone
DE102010042970A1 (de) 2010-05-12 2011-11-17 Airbus Operations Gmbh Strukturbauteil mit verbesserter Leitfähigkeit und mechanischer Festigkeit sowie Verfahren zu dessen Herstellung
GB201018706D0 (en) 2010-11-05 2010-12-22 Hexcel Composites Ltd Improvements in composite materials
GB201020230D0 (en) * 2010-11-30 2011-01-12 Rolls Royce Plc Nose cone assembly
EP2675610A1 (en) * 2010-12-31 2013-12-25 Cytec Technology Corp. Method of fabricating a composite structure with a conductive surface
US8882023B2 (en) 2011-04-11 2014-11-11 The Boeing Company Aircraft structural assembly with electromagnetic protection
US10118712B2 (en) 2011-08-17 2018-11-06 The Boeing Company Electrical conductor pathway system and method of making the same
WO2013028830A2 (en) 2011-08-25 2013-02-28 Lord Corporation Lightning strike protection system
UA99418C2 (en) * 2011-10-26 2012-08-10 Владимир Владимирович Князев Multilayered lightning protection material
DE102011086101A1 (de) * 2011-11-10 2013-05-16 Airbus Operations Gmbh Verfahren zur automatisierten Herstellung eines Faserverbundbauteils mit integriertem Blitzschutz sowie Faserverbundbauteil
US9611052B2 (en) 2012-03-29 2017-04-04 The Boeing Company Fastener systems that provide EME protection
US9802715B2 (en) 2012-03-29 2017-10-31 The Boeing Company Fastener systems that provide EME protection
CN102781150B (zh) * 2012-07-23 2016-01-13 北京卫星环境工程研究所 自主控制航天器结构电位的组件
US9072184B2 (en) * 2012-10-24 2015-06-30 The Boeing Company Carbon fiber spacecraft panel with integral metallic foil power return
WO2014088866A1 (en) 2012-12-05 2014-06-12 Cytec Industries Inc. Conductive surfacing material for composite structures
US9253823B2 (en) * 2013-02-10 2016-02-02 The Boeing Company Metal matrix composite used as a heating element
CN103144356A (zh) * 2013-03-12 2013-06-12 南京航空航天大学 一种高导电复合碳纤维及其制备方法
US9643734B2 (en) * 2013-03-18 2017-05-09 The Boeing Company Electromagnetic energy surface protection
US9123998B1 (en) * 2014-03-04 2015-09-01 The Boeing Company Lightning protected radome system
US20160046385A1 (en) * 2014-08-18 2016-02-18 The Boeing Company Methods and apparatus for use in forming a lightning protection system
CN105633600A (zh) * 2014-10-28 2016-06-01 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种快卸整流罩电搭接结构
FR3029062B1 (fr) * 2014-11-21 2019-06-21 Airbus Group Sas Dispositif conducteur destine a etre monte en surface des pieces en materiaux composites et procede pour realiser un tel dispositif
US10040537B2 (en) * 2015-01-15 2018-08-07 The Boeing Company Laminate composite wing structures
CN104802981A (zh) * 2015-05-07 2015-07-29 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 一种碳纤维复合材料舵面闪电防护方法
US9912137B2 (en) * 2015-10-05 2018-03-06 The Boeing Company Methods for diverting lightning current from skin fasteners in composite, non-metallic structures
WO2017089460A1 (en) * 2015-11-25 2017-06-01 Hexcel Composites Sas Improvements in or relating to fibre reinforced composites
WO2017095810A1 (en) 2015-11-30 2017-06-08 Cytec Industries Inc. Surfacing materials for composite structures
GB201522539D0 (en) 2015-12-21 2016-02-03 Hexcel Composites Ltd Improvements in or relating to electrically conducting materials
CN108472920B (zh) * 2015-12-22 2020-09-01 塞特工业公司 用于复合零件的可脱模表面材料
ES2929619T3 (es) 2015-12-30 2022-11-30 Cytec Ind Inc Material de revestimiento multifuncional con resistencia a quemaduras penetrantes
BR112019005772A2 (pt) 2016-09-27 2019-06-11 3M Innovative Properties Co filme de proteção
US10954991B2 (en) 2018-03-30 2021-03-23 The Boeing Company Electromagnetic effect protective fastener with swageable termination body
US10626908B2 (en) 2018-03-30 2020-04-21 The Boeing Company Electromagnetic effect protective fastener with frangible collar
US11220351B2 (en) * 2018-08-29 2022-01-11 The Boeing Company Integrated surface protection system, composite structure, and method for protecting the same
CN111070722B (zh) * 2018-10-19 2021-10-22 哈尔滨工业大学 一种基于隔热和绝缘机理的雷电防护复合材料的制备方法
WO2020205488A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 Cytec Industries Inc. Permeable materials capable of lightning strike protection and use thereof in resin infusion processing
US11114835B1 (en) * 2019-04-22 2021-09-07 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Composite lightning strike protection system
US11121535B1 (en) * 2019-04-22 2021-09-14 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Composite lightning strike protection system
CN112208743A (zh) * 2019-07-09 2021-01-12 中国航发商用航空发动机有限责任公司 部件末端结构及其制备方法、飞行器和飞行器部件
US11702224B2 (en) * 2019-07-30 2023-07-18 The Boeing Company Lightning strike protection
US11969963B2 (en) 2020-01-28 2024-04-30 General Nano Llc Light-weight, highly-conductive repair material
CN113719175B (zh) * 2020-05-25 2023-06-13 中国石油化工股份有限公司 一种多层夹芯式铝蒙皮及球面铝网壳
US11504925B2 (en) * 2020-06-18 2022-11-22 Spirit Aerosystems, Inc. Lightning strike protection surfacer and method of manufacturing the same
US11535358B2 (en) 2020-06-25 2022-12-27 Rosemount Aerospace Inc. Lightning strike protection for an aircraft windshield wiper system
CN112259972B (zh) * 2020-09-25 2022-04-01 中国直升机设计研究所 一种复合材料与铝结构件搭接防腐蚀导电结构及处理方法
CN112706427B (zh) * 2020-12-08 2022-06-21 同济大学 雷击防护、电磁屏蔽及承载一体化航空材料及其制备方法
LU102368B1 (en) 2020-12-31 2022-06-30 Luxembourg Inst Science & Tech List Lightning strike protection material and Structure
AU2022282534A1 (en) * 2021-05-25 2023-12-14 Prc-Desoto International, Inc. Composite structures comprising metal substrates
US20230226779A1 (en) * 2022-01-18 2023-07-20 Rohr, Inc. Assemblies and methods for forming fiber-reinforced thermoplastic structures with lightning strike protection
CN117283947A (zh) * 2023-09-13 2023-12-26 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种轻质防雷击复合材料及制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04344225A (ja) * 1991-05-22 1992-11-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合材自動積層装置
JPH05261859A (ja) * 1991-07-11 1993-10-12 Dexter Corp:The 雷撃複合材及び方法
JP2004268440A (ja) * 2003-03-10 2004-09-30 Mitsubishi Rayon Co Ltd プリプレグ並びにその製造方法および繊維強化複合材料の製造方法。
US20070141927A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-21 Brown Arlene M Method and system for exterior protection of an aircraft
WO2008015082A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-07 Airbus Deutschland Gmbh Lay-up arrangement and structural arrangement and method for producing a component for aerospace

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3068121A (en) * 1958-09-29 1962-12-11 Johnson & Johnson Pressure sensitive adhesive tape and paper backing element impregnated with an acrylic ester copolymer and a water-dispersible aldehyde resin
US3996089A (en) * 1975-04-30 1976-12-07 United Technologies Corporation Method for the handling of pre-impregnated composite tapes
JPS61290038A (ja) * 1985-06-19 1986-12-20 Agency Of Ind Science & Technol Ｆｒｐテ−プの自動貼着方法および装置
US4755904A (en) 1986-06-06 1988-07-05 The Boeing Company Lightning protection system for conductive composite material structure
IL96489A0 (en) 1989-12-06 1991-08-16 Du Pont Method for laying down tapes
GB9107766D0 (en) * 1991-04-12 1991-06-05 Short Brothers Plc A structural component
US5225265A (en) 1991-12-06 1993-07-06 Basf Aktiengesellschaft Environmentally durable lightning strike protection materials for composite structures
US5513537A (en) 1992-02-25 1996-05-07 The Boeing Company Method and apparatus to determine composite prepreg tack
US20020081921A1 (en) * 2000-09-21 2002-06-27 Vargo Terrence G. Methods and materials for reducing damage from environmental electromagnetic effects
US7014143B2 (en) * 2002-10-11 2006-03-21 The Boeing Company Aircraft lightning strike protection and grounding technique
US8336596B2 (en) * 2002-11-22 2012-12-25 The Boeing Company Composite lamination using array of parallel material dispensing heads
DE602004002482T2 (de) 2003-05-30 2007-02-01 Bae Systems Plc Verbundstruktur-blitzschlagschutz
US7083698B2 (en) * 2003-08-22 2006-08-01 The Boeing Company Automated composite lay-up to an internal fuselage mandrel
CN101080514B (zh) 2004-12-17 2011-04-20 赫克赛尔公司 阳极化铝箔片和扩展型铝箔(eaf)片及其制备和应用方法
JP2006219078A (ja) 2005-02-14 2006-08-24 Honda Motor Co Ltd 航空機用複合体及び航空機の複合体構造部の製造方法
US20060292375A1 (en) 2005-06-28 2006-12-28 Martin Cary J Resin compositions with high thermoplatic loading
US20070095457A1 (en) * 2005-11-02 2007-05-03 The Boeing Company Fast line maintenance repair method and system for composite structures
US7277266B1 (en) 2006-03-29 2007-10-02 The Boeing Company Lightning protection system for composite structure
CN100520985C (zh) * 2006-03-31 2009-07-29 刘仁臣 一种具有阻燃、避雷作用的复合电缆
GB0616934D0 (en) 2006-08-26 2006-10-04 Hexcel Composites Ltd Composite material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04344225A (ja) * 1991-05-22 1992-11-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 複合材自動積層装置
JPH05261859A (ja) * 1991-07-11 1993-10-12 Dexter Corp:The 雷撃複合材及び方法
JP2004268440A (ja) * 2003-03-10 2004-09-30 Mitsubishi Rayon Co Ltd プリプレグ並びにその製造方法および繊維強化複合材料の製造方法。
US20070141927A1 (en) * 2005-12-21 2007-06-21 Brown Arlene M Method and system for exterior protection of an aircraft
WO2008015082A1 (en) * 2006-08-01 2008-02-07 Airbus Deutschland Gmbh Lay-up arrangement and structural arrangement and method for producing a component for aerospace
JP2009545468A (ja) * 2006-08-01 2009-12-24 エアバス ドイッチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング レイアップ配列及び構造配列並びに航空宇宙産業用構成部品の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102070985B1 (ko) * 2019-09-18 2020-01-29 국방과학연구소 낙뢰의 간접 영향으로부터 복합재 항공기를 보호하기 위한 복합재 항공기 보호 장치

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Altkvist et al. Design and Manufacturing of WP135 Side Panel for Validation of Electrical Structure Network (ESN) Technologies

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