JP2019513583A5 - - Google Patents

Claims (26)

1. 製造システム用のヘッドであって、
   液体マトリックスと少なくとも１つの連続繊維とを受け入れ、前記少なくとも１つの連続繊維と前記液体マトリックスから形成される複合管状構造物を吐出するように構成されているハウジングと、
   前記ヘッドに動作的に結合されており、前記複合管状構造物が前記ハウジングから吐出されているときに前記複合管状構造物の内表面上に材料層を堆積させるように構成されているノズルと、
   前記ノズルと関連付けられており、前記材料層を塗り広げるように構成されているスキージと、
   前記ハウジングに動作的に接続されているとともに、吐出中且つ前記材料層の堆積前に、前記複合管状構造物中の前記液体マトリックスを硬化させるように構成されている紫外線照明と
   を含む、ヘッド。
2. 前記紫外線照明は、前記複合管状構造物中の前記液体マトリックスを前記複合管状構造物の内部から硬化させるように構成されている、請求項１に記載のヘッド。
3. 前記紫外線照明は第１の紫外線照明であり、
   前記ヘッドは、前記ノズルによって堆積された前記材料層を硬化させるように構成されている第２の紫外線照明を更に含む、
   請求項１に記載のヘッド。
4. 前記ノズルは第１のノズルであり、
   前記材料層は第１の材料層であり、
   前記スキージは第１のスキージであり、
   前記ヘッドは、
   前記ヘッドに動作的に接続されているとともに、前記複合管状構造物の外表面上に第２の材料層を堆積させるように構成されている第２のノズルと、
   前記第２のノズルと関連付けられており、前記第２の材料層を塗り広げるように構成されている第２のスキージと、
   前記第２の材料層を硬化させるように構成されている第３の紫外線照明と、
   を更に含む、請求項３に記載のヘッド。
5. 前記ノズルは、半径方向内側に方向付けられた複数のオリフィスを含む第１のノズルであり、
   前記ヘッドは、半径方向外側に方向付けられた複数のオリフィスを有し且つ前記複合管状構造物の内表面上に材料層を堆積させるように構成されている第２のノズルを更に含む、請求項１に記載のヘッド。
6. 前記第１のノズルに液体マトリックスを供給するために、前記ヘッドの中央から前記複合管状構造物を通って前記第１のノズルまで延びるワンドと、
   前記第２のノズルに液体マトリックスを供給するために前記複合管状構造物の外側の位置にある前記ヘッドから前記第２のノズルまで延びる少なくとも１つの軸方向通路と、
   を更に含む、請求項５に記載のヘッド。
7. 製造システム用のヘッドであって、
   液体マトリックスと少なくとも１つの連続繊維とを受け入れ、前記少なくとも１つの連続繊維と前記液体マトリックスから形成される複合管状構造物を吐出するように構成されているハウジングと、
   前記ヘッドに動作的に結合されており、前記複合管状構造物が前記ハウジングから吐出されているときに前記複合管状構造物の外表面上に材料層を堆積させるように構成されているノズルと、
   前記ノズルと関連付けられており、前記材料層を塗り広げるように構成されているスキージと、
   前記ハウジングに動作的に接続されているとともに、吐出中且つ前記材料層の堆積前に、前記複合管状構造物中の前記液体マトリックスを硬化させるように構成されている紫外線照明と
   を含み、
   前記ノズルは、前記材料層を吐出するように構成された少なくとも１つの半径方向に方向付けられたオリフィスを含み、
   前記スキージは、前記複合管状構造物の吐出方向を基準として前記少なくとも１つの半径方向に方向付けられたオリフィスの下流側に位置し且つ前記複合管状構造物の前記外表面に向かって半径方向内側に方向付けられたブレードエッジを有する下流ブレードを含み、
   前記ブレードエッジは、前記複合管状構造物の前記外表面から距離を開けて配置されており、
   前記ヘッドは、前記ブレードエッジを前記複合管状構造物の前記内表面に対して半径方向に移動させるように構成されている調整機構を更に含む、ヘッド。
8. 前記スキージは、半径方向内側に方向付けられたブレードエッジを有しかつ前記複合管状構造物の前記外表面と直接接触している上流ブレードを更に含む、請求項７に記載のヘッド。
9. 製造システム用のヘッドであって、
   液体マトリックスと少なくとも１つの連続繊維とを受け入れ、前記少なくとも１つの連続繊維と前記液体マトリックスから形成される複合管状構造物を吐出するように構成されているハウジングと、
   前記ヘッドに動作的に結合されており、前記複合管状構造物が前記ハウジングから吐出されているときに前記複合管状構造物の外表面上に材料層を堆積させるように構成されているノズルと、
   前記ノズルと関連付けられており、前記材料層を塗り広げるように構成されているスキージと、
   前記ハウジングに動作的に接続されているとともに、吐出中且つ前記材料層の堆積前に、前記複合管状構造物中の前記液体マトリックスを硬化させるように構成されている紫外線照明と、
   前記ノズルの上流側端部に取り付けられており、下流側端部において外側に広がっているフードと、
   前記複合管状構造物と前記フードの間に配置されており、前記複合管状構造物に向かって半径方向内側に方向付けられている少なくとも１つの追加の紫外線照明と、
   を含み
   前記フードはエネルギーが前記少なくとも１つの追加の紫外線照明から軸方向上流および半径方向外側に通過するのを防ぐように構成されている、
   ヘッド。
10. 前記ハウジングから前記ノズルまで延びる外部シールドを更に含む、請求項９に記載のヘッド。
11. 複合構造物を連続的に製造するためのシステムであって、
    前記複合構造物の製造中、複数の方向に移動するように構成されている支持部と、
    前記支持部に結合されたヘッドであって、
    液体マトリックスと少なくとも１つの連続繊維とを受け入れるように構成されており、前記少なくとも１つの連続繊維と前記液体マトリックスから形成される管状構造物を吐出するように構成されているハウジングと、
    前記ハウジングに動作的に接続されているとともに、前記管状構造物が前記ハウジングから吐出されているときに前記管状構造物の内表面上に第１の材料層を堆積させるように構成されている第１のノズルと、
    前記ノズルと関連付けられており、前記材料層を塗り広げるように構成されている第１のスキージと、
    前記ハウジングに動作的に接続されているとともに、吐出中、前記管状構造物中の前記液体マトリックスを硬化させるように構成されている第１の紫外線照明と、
    前記ノズルによって堆積された前記材料層を硬化させるように構成されている第２の紫外線照明と、
    前記管状構造物の外部表面上に第２の材料層を堆積させるように構成されている第２のノズルと、
    前記第２のノズルと関連付けられており、前記第２の材料層を塗り広げるように構成されている第２のスキージと、
    前記管状構造物の前記外部表面上に前記第２の材料層を硬化させるように構成されている第３の紫外線照明と、
    を含む、ヘッドと、
    を含む、システム。
12. 前記第１の紫外線照明は、前記管状構造物中の前記液体マトリックスを前記管状構造物の内部から硬化させるように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記第１のノズルは、半径方向外側に方向付けられた複数のオリフィスを含み、
    前記第２のノズルは、半径方向内側に方向付けられた複数のオリフィスを含む、
    請求項１１に記載のシステム。
14. 前記第１のノズルに液体マトリックスを供給するために前記ヘッドの中央から前記管状構造物を通って前記第１のノズルまで延びるワンドと、
    前記第２のノズルに液体マトリックスを供給するために前記管状構造物の外側の位置にある前記ヘッドから前記第２のノズルまで延びる少なくとも１つの軸方向通路と、
    を更に含む、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記第２のノズルの上流側端部に取り付けられており、前記第２のノズルの下流側端部において外側に広がっているフードを更に含み、前記第３の紫外線照明は前記フード内に配置されており、前記管状構造物に向かって半径方向内側に方向付けられている、請求項１１に記載のシステム。
16. 前記第１のノズルは、前記第１の材料層を吐出するように構成された少なくとも１つの半径方向に方向付けられたオリフィスを含み、
    前記第１のスキージは、前記管状構造物の吐出方向を基準として、前記少なくとも１つのオリフィスの下流側に位置する下流ブレードを含む、
    請求項１１に記載のシステム。
17. 前記下流ブレードは、前記管状構造物の前記表面から距離を開けて配置されている、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記下流ブレードを前記管状構造物の前記表面に対して移動させるように構成されている調整機構を更に含む、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記スキージは、前記表面と直接接触している上流ブレードを更に含む、請求項１６に記載のシステム。
20. 製造システム用のヘッドであって、
    液体マトリックスと少なくとも１つの連続繊維とを受け入れ、前記少なくとも１つの連続繊維と前記液体マトリックスから形成される複合管状構造物を吐出するように構成されているハウジングと、
    前記ヘッドに動作的に結合されており、前記複合管状構造物が前記ハウジングから吐出されているときに前記複合管状構造物の表面上に材料層を堆積させるように構成されているノズルと、
    前記ノズルと関連付けられており、前記材料層を塗り広げるように構成されているスキージであって、前記複合管状構造物の軸に向かって半径方向に方向付けられ且つ前記ノズルの下流側に位置するブレードを有する、スキージと、
    前記ノズルと前記ブレードの上流側端部に取り付けられており、軸方向上流および半径方向外側へのエネルギーの通過を防止するように前記ブレードの下流側端部において広がっているフードと、
    前記複合管状構造物と前記フードの間に配置されており、前記複合管状構造物に向かって半径方向内側に方向付けられている少なくとも１つの追加の硬化促進部と、
    を含む、ヘッド。
21. 前記ハウジングに動作的に接続されており、吐出中且つ前記材料層の堆積前に、前記複合管状構造物中の前記液体マトリックスを硬化させるように構成されている第１の硬化促進部と、
    前記ノズルによって堆積された前記材料層を硬化させるように構成されている第２の硬化促進部と、を更に含む、請求項２０に記載のヘッド。
22. 前記ブレードは、第１のブレードであり、
    前記スキージは、前記複合管状構造物の前記軸に対して半径方向に方向付けられ且つ前記ノズルの上流側に位置する第２のブレードを更に含む、請求項２１に記載のヘッド。
23. 前記第１のブレードは、前記複合管状構造物の前記表面から距離を開けて配置されており、
    前記第２のブレードは、前記複合管状構造物の前記表面と直接接触している、請求項２２に記載のヘッド。
24. 前記ノズルは、前記第１のブレードと前記第２のブレードの間の軸方向位置で前記複合管状構造物の前記表面上に半径方向に前記材料層を堆積するように構成されており、
    前記第１のブレードは、前記材料層に所望の厚さを提供するように前記複合管状構造物の前記表面から半径方向に距離を開けて配置されており、
    前記第２のブレードは、前記材料層の通過を阻止するように前記複合管状構造物の表面と直接接触している、請求項２３に記載のヘッド。
25. 前記材料層は、液体マトリックスを含む、請求項２０に記載のヘッド。
26. 製造システム用のヘッドであって、
    液体マトリックスと少なくとも１つの連続繊維とを受け入れ、前記少なくとも１つの連続繊維と前記液体マトリックスから形成される複合管状構造物を吐出するように構成されているハウジングと、
    前記ヘッドに動作的に結合されており、前記複合管状構造物が前記ハウジングから吐出されているときに前記複合管状構造物の表面上に材料層を堆積させるように構成されているノズルと、
    前記ノズルと関連付けられており、前記材料層を塗り広げるように構成されているスキージであって、前記複合管状構造物の軸に向かって半径方向に方向付けられ且つ前記ノズルの下流側に位置するブレードを有する、スキージと、
    を含み、
    前記ノズルは、前記複合管状構造物の外側に位置する第１のノズルであり、
    前記スキージは、前記複合管状構造物の外側に位置する第１のスキージであり、
    前記ヘッドは、
    前記複合管状構造物の内側に位置する第２のノズルと、
    前記複合管状構造物の内側に位置する第２のスキージと、
    更に含む、ヘッド。