JP2022080871A - 複合構造を処理するための装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、概して、複合材料を製造することに関し、より具体的には、複合構造を処理するための装置及び方法に関する。
複合構成要素は、通常、熱及び圧力を構成要素に加えるオートクレーブ、又は熱を構成要素に加えるオーブンの内部で処理される。しかしながら、従来のオートクレーブ及びオーブン処理技術には、特に、航空機の構造体といった大きな複合構成要素を処理する際に、いくつかの不利な点がある。例えば、従来のオートクレーブ及びオーブンには、製造施設にかなりの床面積が必要となり、コストが増大する。更に、従来のオートクレーブ及びオーブンは、処理サイクルの間に加熱及び冷却の時間を要するため、サイクル時間とコストが増大する。従来のオートクレーブ及びオーブンではまた、通常、サイクルの間に真空ホースと温度センサを手動で取り付けたり取り外したりする必要があるため、サイクル時間とコストが更に増大する。加えて、従来の処理技術では、バギング(袋地)などの消耗材を適用しなければならないことが多く、コストとサイクル時間が更に増大する。更に、従来の処理技術は、大量の加熱ガスを必要とすることが多く、これにより、処理コスト、機器コスト、及びサイクル時間が更に増大する。したがって、当業者は、複合処理の分野において調査と開発の努力を継続しており、それゆえ、以上で特定された懸念に対処する装置や方法は有用であろう。
DE 10 2017 107908 A1の要約の英訳は次のように述べている。「本発明は、特にFRP積層板から繊維複合部品を製造するための成形工具(1)であって、半仕上げの繊維製品(4)を挿入するための成形面(22)を備えた下部モールドシェル(2)と、成形工具(1)の閉じた状態で下部モールドシェル(2)と空洞(5)を形成する上部モールドシェル(3)とを有し、挿入された半仕上げの繊維製品(4)にマトリックス材料を含浸さるために、圧力(P1、P2)が空洞内で調整可能である成形工具(1)に関する。更に、FRP積層板は、下部モールドシェル(2)及び/又は上部モールドシェル(3)上に少なくとも1つの圧力チャンバ(6、7)を含み、圧力チャンバ(6、7)内の圧力(P3、P4)と空洞(5)内の圧力(P1、P2)との間の圧力差の量が、モールド(1)の周囲圧力と空洞(5)内の圧力(P1、P2)との間の圧力差より小さくなるように、圧力チャンバ(6、7)内の圧力(P3、P4)が調整可能である。」
US 2456 513 Aは、モールド空洞内で中空物品を成形し、同時に、コンパニオン剛性モールド要素と柔軟なモールド要素との間でプラスチック材料を熱処理することに言及している。
US 2010/155984 A1要約の英訳は次のように述べている。「複合部品を製造するための方法。一時的除去層が、内側モールドラインツール上に載置されうる。複合材料が、複合部品の内側モールドラインツールにレイアップ(敷設)されうる。内側モールドラインツールは、外側モールドラインツールの内部に複合部品と共に位置決めされうる。複合部品と一時的除去層が、内側モールドラインツールから外側モールドラインツールに移送されうる。複合部品及び一時的除去層を外側モールドラインツールに移送した後に、内側モールドラインツール及び一時的除去層が、外側モールドラインツールの内部から除去されうる。」
下記は本開示を許容する主題の例であり、それらは、特許請求されることもされないこともあり、完全に網羅的ではない。
実施例において、複合構造を処理するための開示された装置を処理するための開示される装置は、第1の処理ツール及び第2の処理ツールが互いに分離される開放位置と、第1の処理ツール及び第2の処理ツールが互いにシールされるように構成される閉鎖位置との間を移動可能である、第1の処理ツール及び第2の処理ツールを含む。閉鎖位置において、第1の処理ツール及び第2の処理ツールは、第1の処理ツールと第2の処理ツールとの間に位置し、複合構造を支持するマンドレルツールにシールされるように構成される。閉鎖位置において、第1の処理ツール、第2の処理ツール、及びマンドレルツールは、圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造に加えるように構成された容器を形成する。
別の実施例において、複合構造を処理するための開示された装置は、処理中に複合構造を支持するように構成されたマンドレルツールを含む。本装置は、開放位置と閉鎖位置との間でマンドレルツールに対して移動可能なツーリングアセンブリを含む。本装置は、ツーリングアセンブリとマンドレルツールとをまとめてシールして、閉鎖位置において、複合構造を囲む容器を形成するように構成された界面シールを含む。
別の実施例において、複合構造を処理するための開示された装置は、マンドレルツールでシールされた容器を形成するように構成され、かつ圧力及び熱のうちの少なくとも1つを、マンドレルツールによって支持された複合構造に加えるように構成されたツーリングアセンブリを含む。
実施例において、複合構造を処理する、開示された方法は、(1)ツーリングアセンブリの第1の処理ツール及びツーリングアセンブリの第2の処理ツールを、第1の処理ツール及び第2の処理ツールが間隔を空けて配置される開放位置から、第1の処理ツール及び第2の処理ツールが互いにシールされ、かつ複合構造を支持するマンドレルツールにシールされる閉鎖位置まで、位置決めし、複合構造を囲む容器を形成するステップと、(2)複合構造を処理するステップとを含む。
別の実施例において、複合構造を処理する、開示された方法は、(1)第1の処理ツールを、複合構造を支持するマンドレルツールにシールするステップと、(2)第2の処理ツールを、第1の処理ツール及びマンドレルツールにシールするステップと、(3)第1の処理ツール、第2の処理ツール、及びマンドレルツールを用いて、複合構造を囲む容器を形成するステップとを含む。
別の実施例において、複合構造を処理する、開示された方法は、(1)複合構造を支持するマンドレルツールを第2の処理ツール上に位置付けるステップと、(2)第1の処理ツールを、第2の処理ツール及びマンドレルツールにシールするステップと、(3)第1の処理ツール、第2の処理ツール、及びマンドレルツールを用いて、複合構造を囲む容器を形成するステップとを含む。
本開示のシステム、装置、及び方法のその他の例は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び添付の特許請求の範囲により明確となるであろう。
以下の詳細な説明は、添付の図面に言及している。添付の図面は、本開示によって説明された具体的な実施例を示している。異なる構造及び工程を有する他の実施例は、本開示の範囲から逸脱するものではない。類似の参照番号は、異なる図面における同じ特徴、要素、又は構成要素を表わしうる。
本開示に係る主題の例示的かつ非網羅的な実施例が、以下に提供される。これらは、特許請求されうるが、必ず特許請求されるわけではない。本明細書で「実施例」に言及するということは、当該実施例に関連して説明される1つ以上の特徴、構造、要素、構成要素、特性、及び/又は動作ステップが、本開示に係る主題の少なくとも1つの態様、実施態様では形態、及び/又は実施形態に含まれることを意味する。したがって、本開示全体にわたって使用される「1つの実施例(one example)」や「別の実施例(another example)」という表現、及び類似の文言は、同一の実施例を指していることもあるが、必ずそうだというわけではない。更に、任意の1つの実施例を特徴付ける主題は、任意の他の実施例を特徴付ける主題を含みうるが、必ずしもそうではない場合もある。更に、任意の1つの実施例を特徴付ける主題は、任意の他の実施例を特徴付ける主題と組み合わされてもよいが、必ず組み合わされるわけではない。
本開示は、大きな複合構造を製造するために採用されている現在の技術が主として連続的なフローを複合構造の処理に課していることを認識する。例えば、現在のオートクレーブ処理は、通常、下記の処理フローパスに沿って実行される一連の工程を含む。(1)バギング工程、(2)硬化のため、移送カートからオートクレーブ両立式カートまで、複合構造を支持するマンドレルを移送すること、(3)オートクレーブとマンドレルとの間に真空ホースを設置すること、(4)少なくとも1つの時間がかかるシステムの漏れチェックを実行すること、(5)オートクレーブを加熱及び冷却すること、(6)オートクレーブからマンドレルを除去すること、(7)真空ホースを除去すること、(8)マンドレルを移送カートに戻すこと、並びに(9)バギング解除工程。従来の処理技術には大量の加熱されたガス(例えば、空気)を要することが多く、処理コスト、及び内圧及び大量のガスを反応させるための構造といった、オートクレーブに必要な機器のコストが増大する。本開示はまた、この方法が複合処理に関連するサイクル時間とコストの削減に制限を課すことを認識する。
概して図1-24を参照すると、実施例として、本開示は、複合構造102を処理するための装置100を対象とする。装置100は、様々な複合処理動作のうちの任意の1つを実行するように構成される。1つ又は複数の実施例では、装置100は、シールされた容器114内の圧力を圧縮するアプリケーションを介して、複合構造102を圧縮するように構成される。1つ又は複数の実施例では、装置100は、シールされた容器114内で、低~中程度のデバルク熱の適用と、低~中程度のデバルク圧力の適用との組み合わせを介して、複合構造102をデバルク(体積減少)するように構成される。1つ又は複数の実施例では、装置100は、シールされた容器114内で、熱を中~高程度硬化させるアプリケーションと、圧力を中~高程度硬化させるアプリケーションとの組み合わせを介して、複合構造102を硬化させるように構成される。したがって、装置100は、従来のオートクレーブ及びオーブン処理技術の使用に関連する不利益なしに、オートクレーブ又はオーブンの機能を実行する。
図1及び2を参照すると、1つ又は複数の実施例では、装置100はツーリングアセンブリ164を含む。1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164は第1の処理ツール104を含む。1つ又は複数の実施例では、アセンブリ164はまた2の処理ツール106を含む。
1つ又は複数の実施例では、装置100はまたマンドレルツール112を含む。マンドレルツール112は、レイアップ及び処理の間などに、複合構造102を支持するように構成される。マンドレルツール112は、一般的にレイアップマンドレルと呼ばれることもある。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、ツーリングアセンブリ164に対して移動可能である。1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164はマンドレルツール112に対して移動可能である。1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164はマンドレルツール112に対して移動可能であり、マンドレルツール112はツーリングアセンブリ164に対して移動可能である。
1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112は、シールされた容器114(図2)を形成するように構成される。1つ又は複数の実施例では、図1-2に示すように、界面シール180(図1)の一部を介して、第1の界面124(図2)に沿って、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106をまとめてシールし、界面シール180の別の部分を介して、第2の界面126(図1)に沿って、マンドレルツール112の反対側の端の外周の一部の周囲で、第1の処理ツール104の端をシールし、界面シール180の別の部分を介して、第3の界面132(図1)に沿って、マンドレルツール112の反対側の端の外周の別の一部の周囲で、第2の処理ツール106の端をシールすることによって、容器114(図2)が形成される。
したがって、開示された装置100により、マンドレルツール112の端部214は、ツーリングアセンブリ164を越えて延び、容器114の外側に位置することができるようになる。また、開示された装置100により、処理中にマンドレルツール112を支持する処理カート184が、処理中に容器114の外側に位置することができるようになる。マンドレルツール112の一部と処理カート184が容器114の外側に位置することにより、有利には、容器114に必要なサイズが縮小され、容器114の内部空間が縮小され、複合構造102を処理するために必要な時間及びエネルギーが低減される。
1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164は、開放位置108(図1)と閉鎖位置110(図2)との間を移動可能である。開放位置108において、ツーリングアセンブリ164の第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、複合構造102を支持するマンドレルツール112が処理のために第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間に適切に位置しうるような配置で、位置決めされる。閉鎖位置110において、ツーリングアセンブリ164の第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112をまとめてシールして容器114を形成するような配置で、位置決めされる。
容器114は、処理中に複合構造102を囲む。容器114は、マンドレルツール112の外面210(図1)、第1の処理ツール104、及び第2の処理ツール106によって形成される。ツーリングアセンブリ164が閉鎖位置110(図2)にあるときに、マンドレルツール112の反対側の端部214の外面210、第1の処理ツール104、及び第2の処理ツール106と直接接触している界面シール180(図1)を介して、容器114がシールされる。要するに、マンドレルツール112、第1の処理ツール104、及び第2の処理ツール106は、界面シール180に沿って、容器114の外周を形成する。容器114が複合構造102の周囲に形成されシールされた状態で、ツーリングアセンブリ164は、圧力及び熱のうちの少なくとも1つを、マンドレルツール112によって支持される複合構造102に加えるように構成される。
したがって、開示された装置100は、有利には、従来のオートクレーブと比較して、容器114内に位置し、容器114によって囲まれた加熱及び/又は加圧されたガスなどのガス118(図5-6及び図9-11)の容積を低減し、複合体の処理に関する処理コスト及びサイクル時間、並びに内圧に反応するのに必要なツーリングアセンブリ164の構造コストを削減する。例えば、従来のオートクレーブでは、オートクレーブの外壁及びドアが圧力容器を形成するが、複合体を支持するマンドレル、及び複合体の処理中にマンドレルを支持するために使用される処理カート全体を包含するのに十分大きくなければならない。これに対して、開示された装置100は、容器114の構造部品を形成するために、マンドレルツール112を利用する。よって、マンドレルツール112は、複合構造102(図1)(例えば、複合プリフォーム)を支持し、かつ複合構造102を処理するために使用される容器114の一部を形成する二重の機能を果たす。
1つ又は複数の実施例では、装置100は加熱システム(「HS」)116を含む。加熱システム116は、複合構造102の処理中に使用される熱を生成するように構成される。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、容器114内に位置するガス118(図5-6及び図9-11)を加熱する。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、ツーリングアセンブリ164の第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106のうちの少なくとも1つを加熱する。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116はマンドレルツール112を加熱する。
1つ又は複数の実施例では、装置100は加圧システム(「PS」)140を含む。加圧システム140は、複合構造102の処理中に使用される正圧を生成するために使用される。正圧は、処理中に複合構造102(図1)に作用し、圧縮力を加えて、複合構造102を圧密する。1つ又は複数の実施例では、加圧システム140は、容器114内に位置するガス118(図5-6及び図9-11)を加圧する。
1つ又は複数の実施例では、装置100は真空システム(「VS」)138を含む。真空システム138は、複合構造102の処理中に使用される負圧を生成するために使用される。本明細書でより詳細に記載されるように、真空システム138は、マンドレルツール112の外面210と、複合構造102の外面212(図1)を囲む適合膜(例えば、第1の適合膜136(図6、図10-11)及び/又は第2の適合膜146(図6)又は圧縮バギング(例えば、圧縮バギング162(図5及び図9))の1つとの間に位置するガスを排出するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、装置100は、複合構造102の処理中に使用される熱、正圧、及び負圧を生成するために、加熱システム116、加圧システム140、及び真空システム138のうちの2つ以上の組み合わせを含む。
よって、本明細書に記載される様々な実施例では、ツーリングアセンブリ164は、開かれて、マンドレルツール112を位置付け、閉じられて、従来のオートクレーブ又はオーブン処理技術の代わりに複合構造102を処理するための複合構造102を囲む容器114を形成する。装置100は、有利には、従来のオートクレーブ及びオーブン処理技術と比較して、処理装置のサイズを縮小し、複合構造102の処理に関連するサイクル時間及びコストを改善する。装置100はまた、有利には、スループットの向上、経常コストの削減、及び施設レイアウトの柔軟性を提供する。
概して図1-11を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、開放位置108(図1、図3及び図7)と閉鎖位置110(図2、図4-6及び図7-11)との間を移動可能である。開放位置108において、複合構造102を支持するマンドレルツール112が、処理のために、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間などに、適切に位置することができるように、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は互いに分離される。閉鎖位置110において、第1の処理ツール104、第2の処理ツール106、及びマンドレルツール112のうちの少なくとも2つは、互いに密閉され、複合構造102周囲に容器114を形成するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、容器114は、処理のために複合構造102を囲んで閉じ込めるシールされたチャンバである。容器114は、圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造102に加えるように構成される。
1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104は、第2の処理ツール106に対して移動可能である。1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106は、第1の処理ツール104に対して移動可能である。1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、互いに対して移動可能である。
1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104及び/又は第2の処理ツール106の互いに対する及び/又はマンドレルツール112に対する移動は、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106のうちの少なくとも1つを、開放位置108と閉鎖位置110との間の1つ又は複数の方向に移動させるように構成されるドライブ機構を使用するコンピュータ制御などによって、自動的に実行される。
図3-4に最もよく示されるように、1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112がツーリングアセンブリ164に対して適切に位置した状態で、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106のうちの少なくとも1つは、開放位置108(図3)と閉鎖位置110(図4)との間で、互いに対して及びマンドレルツール112に対して直線的に(例えば、およそ水平に)移動する。
1つ又は複数の実施例では、図1-6に示されるように、マンドレルツール112及び複合構造102は、樽型の複合製品を形成するために使用されるような閉断面形状(例えば、円形)を有している。第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、処理のためにマンドレルツール112及び複合構造102の閉断面形状を収容するよう適切に設計される。
図7-8に最もよく示されるように、1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112がツーリングアセンブリ164に対して適切に位置付けられた状態で、第1の処理ツール104が、開放位置108(図7)と閉鎖位置110(図8)との間で、第2の処理ツール106に対して及びマンドレルツール112に対して、枢動的に移動する。
1つ又は複数の実施例(明示的に示されていない)において、マンドレルツール112がツーリングアセンブリ164に対して適切に位置する状態で、第1の処理ツール104が、開放位置と閉鎖位置との間で、第2の処理ツール106に対して及びマンドレルツール112に対して、直線的に(例えば、およそ垂直に又は下降するように)移動する。
1つ又は複数の実施例では、図7-11に示されるように、マンドレルツール112及び複合構造102は、半樽型の複合製品を形成するために使用されるような開断面形状(例えば、半円形)を有している。第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、処理のためにマンドレルツール112及び複合構造102の開断面形状を収容するよう適切に設計される。
概して、ツーリングアセンブリ164は、マンドレルツール112の形状及び/又はマンドレルツール112よって支持される複合構造102の形状に相補的であるように構成される。ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112の相補的形状は、複合構造102を囲む容器114のサイズの縮小を容易にする。例えば、従来のオートクレーブ及びオーブン処理では、複合体を支持するマンドレル全体及びマンドレルを支持する処理カート全体が、オートクレーブ又はオーブンの処理容器内に位置する。開示された装置100により、マンドレルツール112の一部(例えば、マンドレルツール112の対向する端部214(図1))、及び処理カート184の全体が、容器114の外側に配置できるようになり、容器114のサイズが著しく縮小される。よって、図3-11に示されるように、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106の構成及び/又は形状は、マンドレルツール112及び/又は複合構造102の構成及び/又は形状(例えば、閉断面形状又は開断面形状)に依存しうる。
加えて、閉鎖位置110において、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112は、マンドレルツール112の構成及び/又は形状(例えば、閉断面形状又は開断面形状)、又はマンドレルツール112によって支持される複合構造102の構成及び/又は形状(例えば、閉断面形状又は開断面形状)次第で、様々なシーリング構成を有しうる。
図3は、開放位置108におけるツーリングアセンブリ164の第1の構成の実施例を概略的に示しており、複合構造102を支持するマンドレルツール112が、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間に位置している。図3に示される装置100の実施例は、第1の処理ツール104と、第2の処理ツール106と、複合構造102を支持し、かつ処理カート184によって支持されるマンドレルツール112との端面図を示す。
図4-6は、閉鎖位置110におけるツーリングアセンブリ164の第1の構成の実施例を概略的に示しており、複合構造102を支持するマンドレルツール112が、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間に位置し、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106でシールされて容器114を形成している。図4に示される装置100の実施例は、第1の処理ツール104、第2の処理ツール106、及び複合構造102を支持し、かつ処理カート184によって支持されるマンドレルツール112の端面図を示す。図5-6に示される装置100の実施例は、第1の処理ツール104と、第2の処理ツール106と、複合構造102を支持し、かつ処理カート184によって支持されるマンドレルツール112との断面端面図を示す。図5は、複合構造102の外面212を囲む圧縮バギング162を利用する装置100の実施例を示す。図6は、複合構造102の外面212を囲む第1の適合膜136及び第2の適合膜146を利用する装置100の実施例を示す。
図7は、開放位置108におけるツーリングアセンブリ164の第2の構成の実施例を概略的に示しており、複合構造102を支持するマンドレルツール112が、第2の処理ツール106上に位置している。図7に示される実施例は、第1の処理ツール104と、第2の処理ツール106と、複合構造102を支持し、かつ第2の処理ツール106によって支持されるマンドレルツール112との端面図を示す。
図8-10は、閉鎖位置110におけるツーリングアセンブリ164の第2の構成の実施例を概略的に示しており、複合構造102を支持するマンドレルツール112が、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間に位置し、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106でシールされて容器114を形成している。図8に示される装置100の実施例は、第1の処理ツール104と、第2の処理ツール106と、複合構造102を支持し、かつ第2の処理ツール106によって支持されるマンドレルツール112との端面図を示す。図9-10に示される装置100の実施例は、第1の処理ツール104と、第2の処理ツール106と、複合構造102を支持し、かつ第2の処理ツール106によって支持されるマンドレルツール112との断面端面図を示す。図9は、複合構造102の外面212を囲む圧縮バギング162を利用する装置100の実施例を示す。図10は、複合構造102の外面212を囲む第1の適合膜136を利用する装置100の実施例を示す。
図11は、閉鎖位置におけるツーリングアセンブリ164の第3の構成の実施例を概略的に示しており、複合構造102を支持するマンドレルツール112が、第1の処理ツール104でシールされ、容器114を形成している。図11に示される実施例は、第1の処理ツール104及び複合構造102を支持するマンドレルツール112の断面端面図を示す。図11は、複合構造102の外面212を囲む第1の適合膜136を利用する装置100の実施例を示す。しかしながら、図11に示される構成は、代替的には、又は追加的には、複合構造102を囲む圧縮バギング162を利用しうる。
本開示から明らかになるように、装置100は、図3-11に示される構成に限定されず、他の構成もまた考えられる。
図4-6に示されるように、1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間に位置する。閉鎖位置110において、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、界面シール180(図1)の一部を介して、第1の界面124に沿って互いに密閉されるように構成される。閉鎖位置110において、第1の処理ツール104は、界面シール180(図1)の別の一部を介して、第2の界面126に沿ってマンドレルツール112の端部214の外面210に密閉されるように構成される。閉鎖位置110において、第2の処理ツール106は、界面シール180(図1)の別の一部を介して、第3の界面132に沿ってマンドレルツール112の端部214の外面210に密閉されるように構成される。
図5-6を参照すると、閉鎖位置110において、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、例えば、円形の断面形状を有する容器114の外側シェル又は外側シュラウドを形成する壁216の一部(例えば、外側部分)を形成する。閉鎖位置110において、マンドレルツール112は、例えば、円形の断面形状を有する、容器114の内側シェルを形成する壁216の別の部分(例えば、内側部分)を形成する。この構成は、例えば、図1-6に示されるような、閉じた(例えば、円形の)断面形状を有する複合構造を処理するために有利である。
図8-10に示されるように、1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、第2の処理ツール106の上に位置決めされるか又は第2の処理ツール106によって支持される。閉鎖位置110において、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、界面シール180の一部を介して、第1の界面124に沿って互いに密閉されるように構成される。閉鎖位置110において、第1の処理ツール104は、界面シール180の別の一部を介して、第2の界面126に沿ってマンドレルツール112の端部214の外面210に密閉されるように構成される。
図9-10を参照すると、閉鎖位置110において、第1の処理ツール104、第2の処理ツール106は、例えば、半円形の断面形状を有する、容器114の壁216の一部(例えば、外側部分)を形成する。閉鎖位置110において、マンドレルツール112は、例えば、半円形の断面形状を有する、容器114の壁216の別の部分(例えば、内側部分)を形成する。図7-10に示される実施例では、第2の処理ツール106は、マンドレルツール112と密閉されることがあるが、密閉される必要はない。この構成は、例えば、図7-10に示されるように、平面の断面形状又は他の複雑な断面形状といった開断面形状(例えば、半円形)を有する複合構造を処理するために有利である。
図11に示されるように、1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112はまた、処理ツールとしても機能する。閉鎖位置110において、第1の処理ツール104は、界面シール180の一部を介して、第2の界面126に沿ってマンドレルツール112に密閉されるように構成される。これらの実施例では、容器114は、第2の処理ツール106を使用する必要なく、第1の処理ツール104及びマンドレルツール112によって形成される。要するに、マンドレルツール112は、処理ツールとして機能する。閉鎖位置110において、第1の処理ツール104は、容器114の壁216の一部を形成し、マンドレルツール112は、容器114の壁216の別の部分を形成する。
閉鎖位置110において、第1の処理ツール104は、界面シール180介して、第2の界面126に沿ってマンドレルツール112に密閉されるように構成される。1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、マンドレルツール112の長さに沿って外に向かって延びる、反対側にある一対のマンドレルフランジ238を含む。閉鎖位置110において、第1の処理ツール104は、界面シール180(図1)の一部を介して、第2の界面126に沿ってマンドレルフランジ238に密閉されるように構成され、第1の処理ツール104の端は、界面シール180の別の部分を介して、第2の界面126に沿ってマンドレルツール112の端部214の外面210に密閉されるように構成される。よって、ツーリングアセンブリ164が閉鎖位置110にあるときに、マンドレルツール112の外面210の反対側の端部214、マンドレルフランジ238、及び第1の処理ツール104と直接接触している界面シール180を介して、容器114がシールされる。要するに、マンドレルツール112及び第1の処理ツール104は、界面シール180に沿って、容器114の外周を形成する。
図1及び図3-11を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104は、容器114の壁216の一部を形成する第1の容器壁134を含む。1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104はまた、容器114の壁216の一部を形成する、反対側にある一対の第1の容器端194(図3、4、7及び8では、第1の容器端194の一方のみが見られる)を含む。実施例において、第1の容器端194の各1つは、第1の容器壁134から延び、第1の容器壁134におよそ直角になる。これらの実施例では、第1の容器壁134及び第1の容器端部194は、容器114の壁216の第1の部分を形成する。
図1及び図3-6を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106は、容器114の壁216の一部を形成する第2の容器壁144を含む。1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106はまた、容器114の壁216の一部を形成する反対側にある一対の第2の容器端196(図3-4では、第2の容器端196の一方のみが見られる)を含む。実施例において、第2の容器端196の各1つは、第2の容器壁144から延び、第2の容器壁144におよそ直角になる。これらの実施例では、第2の容器壁144及び第2の容器端部196は、容器114の壁216の第2の部分を形成する。
図5-6に示されるように、1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、第1の容器壁134及び第2の容器壁144は、界面シール180(図1)の一部を介して、第1の界面124でシールされる。図4に示される閉鎖位置110において、第1の容器端部194の各1つの一部及び第2の容器端196の各1つの一部は、界面シール180の別の部分を介して、第1の界面124でシールされる。図4に示される閉鎖位置110において、第1の容器端部194の各1つの別の部分(図4には、第1の容器端部194の一方のみが見られる)及びマンドレルツール112の端部214の外面210が、界面シール180の別の部分を介して、第2の界面126でまとめてシールされる。図4に示される閉鎖位置110において、第2の容器端部196の各1つの別の部分(図4には、第2の容器端部196の一方のみが見られる)及びマンドレルツール112の端部214の外面210が、界面シール180の別の部分を介して、第3の界面132でまとめてシールされる。
したがって、1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164が閉鎖位置110にある状態で、容器114が、第1の容器壁134、第1の容器端部194、第2の容器壁144、第2の容器端196、及びマンドレルツール112によって形成される。容器114は、第1の界面124、第2の界面126、及び第3の界面132に沿って、第1の容器壁134、第1の容器端部194、第2の容器壁144、第2の容器端196、及びマンドレルツール112の端部214の外面210と直接接触している界面シール180(図1)を介して、シールされる。
図7-10を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106は、容器114の壁216の一部を形成する第2の容器壁144を含む。これらの実施例では、第2の容器壁144は、容器114の壁216の第2の部分を形成する。
図9-10に示されるように、1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、第1の容器壁134及び第2の容器壁144は、界面シール180の一部を介して、第1の界面124でシールされる。図8に示されるように、閉鎖位置110において、第1の容器端部194の各1つの一部(図8では、第1の容器端部194の一方のみが見られる)及び第2の容器壁144は、界面シール180の別の部分を介して、第1の界面124でシールされる。図8に示されるように、閉鎖位置110において、第1の容器端部194の各1つの別の部分及びマンドレルツール112の端部214の外面210は、界面シール180の別の部分を介して、第2の界面126でまとめてシールされる。
したがって、1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164が閉鎖位置110にある状態で、容器114は、第1の容器壁134、第1の容器端部194、第2の容器壁144、及びマンドレルツール112によって形成される。容器114は、第1の界面124及び第2の界面126に沿って、第1の容器壁134、第1の容器端部194、第2の容器壁144、及びマンドレルツール112の端部214の外面210と直接接触している界面シール180を介して、シールされる。
図11に示されるように、1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、第1の容器壁134及び第1の容器端部194(図11には見られない)は、界面シール180の一部を介して第2の界面126でマンドレルツール112にシールされ、容器114を形成する。1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、第1の容器壁134及び第1の容器端部194の各1つの一部(図11には見られない)及びマンドレルフランジ238は、界面シール180の一部を介して、第2の界面126でシールされる。閉鎖位置110において、第1の容器端部194の各1つの別の部分及びマンドレルツール112の外面210の端部214は、界面シール180の別の部分を介して、第2の界面126でまとめてシールされる。
したがって、1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164が閉鎖位置110にある状態で、容器114が、第1の容器壁134及びマンドレルツール112によって形成される。容器114は、第2の界面126に沿って、第1の容器壁134、第1の容器端部194、マンドレルフランジ238、及びマンドレルツール112の外面210と直接接触している界面シール180を介して、シールされる。
図12-13は、界面シール180の実施例を概略的に示す。ツーリングアセンブリ164が閉鎖位置110にある状態で、界面シール180は、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112をまとめてシールして、複合構造102を囲む容器114を形成するように構成される。図12は、第1の処理ツール104に関連した界面シール180の第1の部分を示し、図13は、第2の処理ツール106に関連した界面シール180の第2の部分を示す。
図12、図14-15を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104は、第1の界面シール122を含む。第1の界面シール122は、界面シール180の実施例であるか、又は界面シール180の一部を形成する。閉鎖位置110において、第1の界面シール122は、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間で第1の界面124をシールするように構成される。閉鎖位置110において、第1の界面シール122はまた、第1の処理ツール104とマンドレルツール112との間で第2の界面126をシールするように構成される。例えば、第1の界面シール122は、第1の容器壁134の外周及び第1の容器端部194に沿って延びる。第1の界面シール122は、第1の容器壁134と第2の容器壁144との間のシールの少なくとも一部を形成する。第1の界面シール122は、第1の容器端部194と第2の容器端196との間のシールの少なくとも一部を形成する。第1の界面シール122は、第1の容器端部194とマンドレルツール112の端部214の外面210との間にシールを形成する。
1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104は、第1の界面表面120を含む。1つ又は複数の実施例では、第1の界面表面120は、第1の容器壁134の外周を形成する。1つ又は複数の実施例では、第1の界面表面120はまた、第1の容器端部194の各1つの外周を形成する。1つ又は複数の実施例では、第1の界面シール122は、第1の界面表面120全体に沿って延びる。概して、第1の界面シール122は、再利用可能なシールである。
図13、図16-17を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106は第2の界面シール130を含む。第2の界面シール130は、界面シール180の実施例であるか、又は界面シール180の一部を形成する。閉鎖位置110において、第2の界面シール130は、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間で第1の界面124をシールするように構成される。閉鎖位置110において、第2の界面シール130は、第2の処理ツール106とマンドレルツール112との間で第3の界面132をシールするように構成される。例えば、第2の界面シール130は、第2の容器壁144の外周及び第2の容器端部196に沿って延びる。第2の界面シール130は、第1の容器壁134と第2の容器壁144との間のシールの少なくとも一部を形成する。第2の界面シール130は、第1の容器端部194と第2の容器端196との間のシールの少なくとも一部を形成する。第2の界面シール130は、第2の容器端部196とマンドレルツール112の端部214の外面210との間にシールを形成する。
1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106は、第2の界面表面128を含む。1つ又は複数の実施例では、第2の界面表面128は、第2の容器壁144の外周を形成する。1つ又は複数の実施例では、第2の界面表面128はまた、第2の容器端部196の各1つの外周を形成する。1つ又は複数の実施例では、第2の界面シール130は、第2の界面表面128全体に沿って延びる。概して、第2の界面シール130は、再利用可能なシールである。
図15及び図17に示されるように、1つ又は複数の実施例では、第1の界面シール122及び第2の界面シール130は、相補的な幾何学形状を有している。第1の界面シール122及び第2の界面シール130の相補的な幾何学形状は、閉鎖位置110において互いに嵌合接触できるようにし、シールを形成するように構成される。相補的な幾何学形状は、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間の第1の界面124、第1の処理ツール104とマンドレルツール112との間の第2の界面126、及び第2の処理ツール106とマンドレルツール112との間の第3の界面132の三叉路で、特に有利である。
図2、図4及び図8を参照すると、1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164は、閉鎖位置110で一時的に固定され、そこでツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112がまとめてシールされ、複合構造102の処理中に容器114を形成する。1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164は、少なくとも1つの締結デバイス236を含む。図2に示されるように、少なくとも1つの締結デバイス236は、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106をしっかりとまとめて保持及び固定して、クランプなどの動きや分離を防ぐために使用される任意の適切な機構を含むか、又は任意の適切な機構の形態をとる。図4に示されるように、少なくとも1つの締結デバイス236は、第1の処理ツール104及びマンドレルツール112をしっかりとまとめて保持及び固定して、クランプなどの動きや分離を防ぐために使用される任意の適切な機構を含むか、又は任意の適切な機構の形態をとる。
図6、図10及び図12を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104などの装置100は、第1の適合膜136を含む。閉鎖位置110において、第1の適合膜136は、図6及び図10に示されるように、複合構造102に押し付けられるように構成される。概して、第1の適合膜136は、装置100の再利用可能な構成要素である。1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136は、第1の適合膜136とマンドレルツール112の外面210との間で複合構造102を圧縮する。1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136は、消耗可能な真空バギング又は圧縮バギングの代替物として機能する。
1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、複合構造102は、マンドレルツール112と第1の適合膜136との間に位置する。処理中に、第1の適合膜136は、圧力を複合構造102の外面212に加え、複合構造102をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮する。本明細書で更に説明されることになるように、1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136が、圧力システム140によって加えられる正圧及び/又は真空システム138によって加えられる負圧のうちの少なくとも1つを介して、複合構造102の外面212に押し付けられる。
図12に最もよく示されるように、1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136の第1の外周220は、第1の処理ツール104に結合され、第1の処理ツール104にシールされる。1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136の第1の外周220の反対側にある2つの第1の外周-第1の側部222などの第1の適合膜136の一部が、第1の処理ツール104の第1の容器壁134に結合され、第1の処理ツール104の第1の容器壁134にシールされる。1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136の第1の外周220の反対側にある2つの第1の外周-第2の側部224などの第1の適合膜136の別の部分が、第1の処理ツール104の第1の容器端部194に結合され、第1の処理ツール104の第1の容器端部194にシールされる。
第1の適合膜136は、任意の適切な方法又は技術によって、第1の処理ツール104に結合される。1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136は、機械的な締め具、化学結合(例えば、接着剤若しくはその他の結合剤)、又は機械的な締め具と化学結合との組み合わせによって、例えば、第1の外周220に沿って、第1の処理ツール104に結合され、シールされる(例えば、密閉される)。
図6及び図13を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106などの装置100は、第2の適合膜146を含む。閉鎖位置110において、第2の適合膜146は、図6に示されるように、複合構造102に押し付けられるように構成される。概して、第2の適合膜146は、装置100の再利用可能な構成要素である。1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146は、第2の適合膜146とマンドレルツール112の外面210との間で複合構造102を圧縮する。1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146は、消耗可能な真空バギング又は圧縮バギングの代替物として機能する。
1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、複合構造102は、マンドレルツール112と第2の適合膜146との間に位置する。処理中に、第2の適合膜146は、圧力を複合構造102の外面212に加え、複合構造102をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮する。本明細書で更に説明されることになるように、1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146が、圧力システム140によって加えられる正圧及び/又は真空システム138によって加えられる負圧のうちの少なくとも1つを介して、複合構造102の外面212に押し付けられる。
図13に示されるように、1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146の第2の外周226は、第2の処理ツール106結合され、シールされる。1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146の第2の外周226の反対側にある2つの第2の外周-第1の側部228などの第2の適合膜146の一部が、第2の処理ツール106の第2の容器壁144に結合され、シールされる。1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146の第2の外周226の反対側にある2つの第2の外周-第2の側部230などの第2の適合膜146の別の部分が、第2の処理ツール106の第2の容器端部196に結合され、シールされる。
第2の適合膜146は、任意の適切な方法又は技術によって、第2の処理ツール106に結合される。1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146は、機械的な締め具、化学結合(例えば、接着剤)、又は機械的な締め具と化学結合との組み合わせによって、例えば、第2の外周226に沿って、第2の処理ツール106に結合され、シールされる(例えば、密閉される)。
1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136及び第2の適合膜146は、エラストマー材料の幅が広く平らで柔軟な片(例えば、シートなど)を含むか、又はこれによって形成される。第1の適合膜136及び第2の適合膜146のエラストマー材料は、不浸透性であり、よって、正圧及び/又は負圧を加えることにより、処理中に機械圧力を複合構造102に加えるために使用可能である。
1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136及び第2の適合膜146は、エラストマー又はエラストマーの組み合わせ(限定されないが、天然ゴム、合成ゴム、フルオロポリマーエラストマー(例えば、Viton(登録商標))、シリコーン、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)ゴムなど)から構築される。1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136及び第2の適合膜146のエラストマー又はエラストマーの組み合わせは、限定されないが、ガラス繊維、炭素繊維などの強化材によって強化される。
第1の適合膜136及び第2の適合膜146に選択されるエラストマー材料は、複合構造102の処理中に使用される処理サイクルパラメータ(例えば、熱及び圧力)に依存しうる。
図12に示されるように、1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104などの装置100は第1の当て板142を含む。1つ又は複数の実施例では、第1の当て板142は第1の適合膜136に結合される。閉鎖位置110において、第1の当て板142は、複合構造102の外面212を成形及び/又は平滑化するように構成される。例えば、閉鎖位置110において、第1の当て板142は、第1の適合膜136と複合構造102の外面212との間に位置し、複合構造102の一部は、マンドレルツール112の外面210と第1の当て板142との間に位置する。処理中に、第1の当て板142は、第1の適合膜136と共に、複合構造102の外面212に押し付けられ、複合構造102の外面212を成形及び/又は平滑化する。
第1の当て板142は、任意の適切な方法又は技術によって、第1の適合膜136に結合される。1つ又は複数の実施例では、第1の当て板142は、第1の適合膜136の表面に化学的に結合される(例えば、接着剤又は他の結合剤を介して)。
図13に示されるように、1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106などの装置100は第2の当て板148を含む。1つ又は複数の実施例では、第2の当て板148は第2の適合膜146に結合される。閉鎖位置110において、第2の当て板148は、複合構造102の外面212を成形及び/又は平滑化するように構成される。例えば、閉鎖位置110において、第2の当て板148は、第2の適合膜146と複合構造102の外面212との間に位置し、複合構造102の一部は、マンドレルツール112の外面210と第2の当て板148との間に位置する。処理中に、第2の当て板148は、第2の適合膜146と共に、複合構造102の外面212に押し付けられ、複合構造102の外面212を成形及び/又は平滑化する。
第2の当て板148は、任意の適切な方法又は技術によって、第2の適合膜146に結合される。1つ又は複数の実施例では、第2の当て板148は、第2の適合膜146の表面に化学的に結合される(例えば、接着剤又は他の結合剤を介して)。
概して、第1の当て板142及び第2の当て板148は、表面の欠陥が実質的にない、幅が広く平らで柔軟な材料片(シートなど)を含むか、又はこれによって形成される。第1の当て板142及び第2の当て板148は、処理動作中に複合構造102の外面212に密接に接触し、複合構造102に平滑な外面を提供するために使用される。
1つ又は複数の実施例では、第1の当て板142及び第2の当て板148は、限定されないが、炭素繊維強化ポリマー及び炭素繊維強化エポキシなどの繊維強化ポリマー材料から構築される。実施例のように、第1の当て板142及び第2の当て板148は、炭素繊維強化ベンゾオキサジン又は炭素繊維強化ビスマレイミドから構築される。1つ又は複数の実施例では、第1の当て板142及び第2の当て板148は、限定されないが、アルミニウムなどの金属材料から構築される。1つ又は複数の実施例では、第1の当て板142及び第2の当て板148は、限定されないが、ニッケル-鉄合金(例えば、インバー)などの金属合金から構築される。
1つ又は複数の実施例では、第1の当て板142及び第2の当て板148は、およそ0.030インチ(0.76ミリメートル)からおよそ0.125インチ(3.17ミリメートル)までの範囲の厚さを有している。
1つ又は複数の実施例では、第1の当て板142及び第2の当て板148の外面(例えば、複合構造102の外面212に接触するように構成された表面)は、およそ32Raとおよそ63Raとの間の表面粗度値を有している。
第1の当て板142及び第2の当て板148に選択された材料及び/又は厚さは、複合構造102の処理中に使用される処理サイクルパラメータ(例えば、熱及び圧力)に依存されうる。
図1、2、5、9-11、14及び16を参照すると、1つ又は複数の実施例では、装置100は加熱システム116を含む。加熱システム116は、処理中にマンドレルツール112上で支持される複合構造102を加熱するように構成される。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、複合構造102をデバルクし、持続的な期間、複合構造102をデバルク温度に維持するのに十分な温度まで複合構造102を加熱するように構成される。デバルクプロセスは、典型的には、温度及び圧力両方の要素を含むが、これは、圧縮圧力が空隙を除去し、デバルク中に固化するのに役立つためである。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、複合構造102を硬化させ、持続的な期間、複合構造102を硬化温度に維持するのに十分な温度まで複合構造102を加熱するように構成される。デバルクプロセスは、典型的には、温度及び圧力両方の要素を含むが、これは、圧縮圧力が空隙を除去し、デバルク中に固化するのに役立つためである。
1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、容器114内に位置する(例えば、これによって囲まれた)ガス118(図5、6及び9-11)を加熱するように構成される。例えば、加熱システム116は、ガス118と熱的に連通している。これらの実施例では、熱は、加熱されたガス118から複合構造102まで移送される。
1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、ツーリングアセンブリ164を加熱するように構成される。例えば、加熱システム116は、第1の処理ツール104、第2の処理ツール106、第1の適合膜136、及び/又は第2の適合膜146のうちの少なくとも1つに結合され及び/又はこれと熱的に連通している。これらの実施例では、熱は、加熱されたツーリングアセンブリ164から複合構造102まで移送される。
1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、マンドレルツール112を加熱するように構成される。例えば、加熱システム116は、マンドレルツール112に結合され及び/又はと熱的に連通している。これらの実施例では、熱は、マンドレルツール112から複合構造102まで移送される。
1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、複合構造102が所望の処理温度にもたらされ保持されるように、第1の処理ツール104、第2の処理ツール106、容器114内に位置するガス118、及びマンドレルツール112のうちの少なくとも1つ又はこれらのうちの2つ以上の組み合わせを加熱するように構成される。
加熱システム116は、加熱デバイスに関連した構成要素を加熱するように構成された、加熱デバイス及び/又は加熱要素の任意の適切な配置を含む又は形態をとる。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、電気熱を生成するように構成された少なくとも1つの電気ヒータ(例えば、抵抗熱源)を含む。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、ガス熱を生成するように構成された少なくとも1つのガスヒータ(例えば、ガス熱源)を含む。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、電気ヒータとガスヒータとの組み合わせを含む。
1つ又は複数の実施例では、抵抗加熱要素といった、加熱システム116の少なくとも1つの加熱要素は、第1の容器壁134及び第1の容器端部194などの第1の処理ツール104に結合され、これと熱的に連通している。
1つ又は複数の実施例では、抵抗加熱要素といった、加熱システム116の少なくとも1つの加熱要素は、第1の適合膜136及び/又は第1の当て板142のうちの少なくとも1つに結合され、これらと熱的に連通している。加熱システム116の加熱要素を第1の適合膜136及び/又は第1の当て板142上に位置付けることは、複合構造102への有効な熱伝達を容易にしうる。加えて、加熱システム116の加熱要素を第1の適合膜136及び/又は第1の当て板142上に位置付けることは、複合構造102の異なるエリア又は部分を選択的に加熱可能にしうる。例えば、複合構造102のより厚い部分は、複合構造102のより薄い部分よりも多く加熱されうる。
1つ又は複数の実施例では、電気ヒータなどの加熱システム116は、第2の容器壁144及び/又は第2の容器端196などの第2の処理ツール106に結合され、これと熱的に連通している。
1つ又は複数の実施例では、抵抗加熱要素といった、加熱システム116の少なくとも1つの加熱要素は、第2の適合膜146及び/又は第2の当て板148のうちの少なくとも1つに結合され、これらと熱的に連通している。加熱システム116の加熱要素を第2の適合膜146及び/又は第2の当て板148上に位置付けることは、複合構造102への有効な熱伝達を容易にしうる。加えて、加熱システム116の加熱要素を第2の適合膜146及び/又は第2の当て板148上に位置付けることは、複合構造102の異なるエリア又は部分を選択的に加熱可能にしうる。例えば、複合構造102のより厚い部分は、複合構造102のより薄い部分よりも多く加熱されうる。
1つ又は複数の実施例では、抵抗加熱要素といった、加熱システム116の少なくとも1つの加熱要素は、マンドレルツール112に結合され、これと熱的に連通している。
1つ又は複数の実施例では、電気熱交換器又はガス熱交換器といった、加熱システム116の少なくとも1つの加熱要素は、容器114内に位置するガス118を加熱するために、ガス118と熱的に連通して位置決めされる。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、ガス118が容器114内に導入される前に、ガス118を加熱する(例えば、前加熱ガス)。1つ又は複数の実施例では、加熱システム116は、ガス118が容器114内に導入された後に、ガス118を加熱する(例えば、後加熱ガス)。
図1、2、5、9-11、14及び16をなおも参照すると、1つ又は複数の実施例では、装置100は加圧システム140を含む。加圧システム140は、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106のうちの少なくとも1つといった、ツーリングアセンブリ164に結合され、これと連通している。閉鎖位置110において、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112がまとめてシールされた状態で、加圧システム140は、容器114内に位置するガス118(図5、6及び9-11)を加圧するように構成される。これらの実施例では、装置100は、複合構造102を処理するために正圧を使用する。
図5及び9に示されるように、1つ又は複数の実施例では、装置100は、複合構造102を処理し(例えば、圧縮し、デバルクし、又は硬化させ)、マンドレルツール112の外面210に対して複合構造102を圧縮するために、加圧されたガス118によって複合構造102に加えられた正圧を使用する。
図5及び9に示されるように、1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、第1の容器壁134と、第1の容器端部194と、マンドレルツール112との間に位置する(例えば、これらによって囲まれた)ガス118は、加圧システム140を使用して加圧される。加圧されたガス118は、正圧を複合構造102に加えて、複合構造102の一部をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮する。
図5に示されるように、1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、第2の容器壁144と、第2の容器端部196と、マンドレルツール112との間に位置する(例えば、これらによって囲まれた)ガス118は、加圧システム140を使用して加圧される。加圧されたガス118は、正圧を複合構造102に加えて、複合構造102の一部をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮する。
1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、ガス118は、第1の容器壁134、第1の容器端部194、第2の容器壁144、第2の容器端196、及びマンドレルツール112によって囲まれる。閉鎖位置110において、加圧システム140は、第1の容器壁134、第1の容器端部194、第2の容器壁144、第2の容器端196、及びマンドレルツール112の間に位置する(例えば、これらによって囲まれた)ガス118を加圧化し、複合構造102をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、加圧されたガス118は、正圧を複合構造102の外面212に直接加えて、複合構造102を圧縮する。1つ又は複数の実施例では、第1の容器壁134と複合構造102の外面212との間の距離は比較的小さく(例えば、数インチ以下)、よって、複合構造102の処理中に加圧が必要な容積は、比較的小さく形成される。1つ又は複数の実施例では、第2の容器壁144と複合構造102の外面212との間の距離は比較的小さく(例えば、数インチ以下)、よって、複合構造102の処理中に加圧が必要な容積は、比較的小さく形成される。
1つ又は複数の実施例では、図5及び9に示されるように、加圧されたガス118は、複合構造102を囲む圧縮バギング162に正圧を直接加え、次に、圧縮バギング162が、複合構造102の外面212に押し付けられ、圧縮バギング162とマンドレルツール112との間に複合構造102を圧縮する。1つ又は複数の実施例では、第1の容器壁134と複合構造102を囲む圧縮バギング162との間の距離は、比較的小さく(例えば、数インチ以下)、よって、複合構造102の処理中に加圧が必要な容積は、比較的小さく形成される。1つ又は複数の実施例では、第1の容器壁134と複合構造102を囲む圧縮バギング162との間の距離は、比較的小さく(例えば、数インチ以下)、よって、複合構造102の処理中に加圧が必要な容積は、比較的小さく形成される。
1つ又は複数の実施例では、図6、10及び11に示されるように、加圧されたガス118は、正圧を第1の適合膜136に直接加え、次に、第1の適合膜136が複合構造102の外面212に押し付けられ、第1の適合膜136とマンドレルツール112との間に複合構造102を圧縮する。これらの実施例では、加圧されたガス118は、第1の容器壁134、第1の容器端部194、及び第1の適合膜136によって囲まれる。1つ又は複数の実施例では、第1の容器壁134と複合構造102の外面212との間の距離、第1の容器壁134と第1の適合膜136との間の距離、及び/又は第1の適合膜136と複合構造102の外面212との間の距離は、比較的小さく(例えば、数インチ以下)、よって、複合構造102の処理中に加圧が必要な容積は、比較的小さく形成される。
1つ又は複数の実施例では、図6に示されるように、加圧されたガス118は、正圧を第2の適合膜146に直接加え、次に、第2の適合膜146が複合構造102の外面212に押し付けられ(例えば、圧縮バギング162と共に又は圧縮バギング162なしに)、第2の適合膜146とマンドレルツール112との間に複合構造102を圧縮する。これらの実施例では、加圧されたガス118は、第2の容器壁144、第2の容器端部196、及び第2の適合膜146によって囲まれる。1つ又は複数の実施例では、第2の容器壁144と複合構造102の外面212との間の距離、第2の容器壁144と第1の適合膜146との間の距離、及び/又は第2の適合膜146と複合構造102の外面212との間の距離は、比較的小さく(例えば、数インチ以下)、よって、複合構造102の処理中に加圧が必要な容積は、比較的小さく形成される。
1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、第1の処理ツール104又は第2の処理ツール106の1つが、加圧システム140と連通し、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106が、互いに流体連通しており、よって、加圧システム140は、第1の容器壁134、第1の容器端部194、第2の容器壁144、第2の容器端196、及びマンドレルツール112によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118を加圧するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106の各々は、加圧システム140に結合され、これと連通しており、よって、加圧システム140は、第1の容器壁134、第1の容器端部194、第2の容器壁144、第2の容器端196、及びマンドレルツール112によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118を加圧するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、装置100は、複数の加圧システム140を含み、専用の加圧システム140 が、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106の各々に結合され、これらと連通している。これらの実施例では、第1の加圧システムは、第1の処理ツール104に関連しており、第1の容器壁134、第1の容器端部194、及びマンドレルツール112によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118を加圧するように構成される。第2の加圧システムは、第2の処理ツール106に関連しており、第2の容器壁144、第2の容器端部196、及びマンドレルツール112によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118を加圧するように構成される。
図6、10及び11に示されるように、1つ又は複数の実施例では、装置100は、加圧されたガス118によって第1の適合膜136及び第2の適合膜146のうちの少なくとも1つに加えられた正圧を使用して、複合構造102をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮するために、第1の適合膜136及び第2の適合膜146のうちの少なくとも1つを複合構造102に押圧し、複合構造102を処理する。
図6、10及び11に示されるように、1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、加圧システム140は、第1の容器壁134と第1の適合膜136との間に正圧を加えるように構成される。例えば、第1の適合膜136の第1の外周220は、第1の容器壁134及び第1の容器端部194に連結され、これらにシールされる。第1の容器壁134、第1の容器端部194、及び第1の適合膜136によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118は、加圧システム140を使用して加圧される。加圧されたガス118は、第1の容器壁134と第1の適合膜136との間に正圧を加え、第1の適合膜136を複合構造102に押圧し、マンドレルツール112に対して複合構造102を圧縮する。よって、これらの実施例では、第1の適合膜136は、複合処理で通常使用される消耗可能な圧縮バギング又は真空バギングの代替物として機能する。
図6に示されるように、1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、加圧システム140は、第2の容器壁144と第2の適合膜146との間に正圧を加えるように構成される。例えば、第2の適合膜146の第2の外周226は、第2の容器壁144及び第2の容器端部196に連結され、これらにシールされる。第2の容器壁144、第2の容器端196(図3-4)、及び第2の適合膜146によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118は、加圧システム140を使用して加圧される。加圧されたガス118は、第2の容器壁144と第2の適合膜146との間に正圧を加え、第2の適合膜146を複合構造102に押圧し、マンドレルツール112に対して複合構造102を圧縮する。よって、これらの実施例では、第2の適合膜146は、複合処理で通常使用される消耗可能な圧縮バギング又は真空バギングの代替物として機能する。
1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、ツーリングアセンブリ164は、加圧システム140が、第1の容器壁134、第1の容器端部194、及び第1の適合膜136によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118と、第2の容器壁144、第2の容器端196、及び第2の適合膜146によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118とを同時に加圧して、複合構造102をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮するよう構成されるように構成される。
1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、第1の処理ツール104又は第2の処理ツール106の1つが、加圧システム140に結合され、これと連通(例えば、流体連通)する。第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106が互いに流体連通し、よって、加圧システム140は、第1の容器壁134、第1の容器端部194、及び第1の適合膜136によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118と、第2の容器壁144、第2の容器端196、及び第2の適合膜146によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118とを同時に加圧するように構成される。
これらの実施例の別の1つでは、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106の各々が、加圧システム140に結合され、これと連通(例えば、流体連通)し、よって、加圧システム140は、第1の容器壁134、第1の容器端部194、及び第1の適合膜136によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118を独立して加圧し、かつ第2の容器壁144、第2の容器端196、及び第2の適合膜146によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118を独立して加圧するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、装置100は、複数の加圧システム140を含み、専用の加圧システム140が、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106の各々に結合され、これらと連通している。これらの実施例では、第1の加圧システムは、第1の処理ツール104に関連しており、第1の容器壁134、第1の容器端部194、及び第1の適合膜136によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118を加圧するように構成される。第2の加圧システムは、第2の処理ツール106に関連しており、第2の容器壁144、第2の容器端部196、及び第2の適合膜146によって囲まれた(例えば、これらの間に位置する)ガス118を加圧するように構成される。
加圧システム140は、シールされた容器114の内部の圧力を制御するように構成された様々なタイプのシステムの任意の1つ又はこれらの組み合わせを含む。
1つ又は複数の実施例では、加圧システム140は、シールされた容器114内に導入されるときに気体状態への変化が許容される液体窒素を利用するように構成される。窒素が膨張すると、シールされた容器114内の圧力が増加する。
1つ又は複数の実施例では、加圧システム140は、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106に結合され、容器114の内部空間と流体連通しているコンプレッサ又はポンプを含む。コンプレッサ又はポンプの動作は、シールされた容器114内の圧力を選択的に制御するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、シールされた容器114の加圧化は、シールされた容器114内に位置するガス118の温度を上昇させることによって、制御される。シールされた容器114内のガス118の温度を上昇させることにより、ガス118が膨張し、シールされた容器114内の圧力上昇をもたらす。1つ又は複数の実施例では、ガス118の温度は、上記のように、加熱システム116を介して制御される。
図12、13及び18を参照すると、1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、ツーリングアセンブリ164は、加圧及び/又は加熱されたガス118を、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間に移送するように構成される。例えば、閉鎖位置110において、ツーリングアセンブリ164は、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間にガス118を移送するための経路を提供するように構成される。これらの実施例は、第1の適合膜136及び第2の適合膜146が、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106にそれぞれ結合され、マンドレルツール112に対して複合構造102を圧縮するために使用される場合に、有利である。
図12及び18に示されるように、1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104は、第1の隔壁150を含む。第1の隔壁150は、第1の容器壁134に結合され、第1の容器壁134から延びる。1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104は、複数の第1の隔壁150を含む。1つ又は複数の実施例では、図12に示されるように、第1の処理ツール104は、2つの第1の隔壁150を含む。各第1の隔壁150は、第2の処理ツール106と接合又は接触するように構成される第1の界面表面120の一部に沿って延びる。1つの第1の隔壁150だけが図18に示される。
図13及び18に示されるように、1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106は第2の隔壁154を含む。第2の隔壁154は、第2の容器壁144に結合され、ここから延びる。1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106は、複数の第2の隔壁154を含む。1つ又は複数の実施例では、図13に示されるように、第2の処理ツール106は、2つの第2の隔壁154を含む。各第2の隔壁154は、第1の処理ツール104と接合又は接触するように構成される第2の界面表面128の一部に沿って延びる。1つの第2の隔壁154だけが図18に示される。
図18を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第1の隔壁150は、第1の開口152を含む。1つ又は複数の実施例では、図12に示されるように、第1の隔壁150は、複数の第1の開口152を含む。1つ又は複数の実施例では、第2の隔壁154は、第2の開口156を含む。1つ又は複数の実施例では、図13に示されるように、第2の隔壁154は、複数の第2の開口156を含む。
図18に示されるように、閉鎖位置110において、第1の隔壁150及び第2の隔壁154歯互いに接触し、よって、第1の開口152、又は複数の第1の開口152(図12)、及び第2の開口156、又は複数の第2の開口156(図13)が、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間のガス118の通路に対して、例えば、矢印198の方向などに、互いに位置合わせされる。
図18に示されるように、1つ又は複数の実施例では、ガス118は、第1の処理ツール104及びマンドレルツール112によって形成された、容器114の容器-第1の部分114-1から、第2の処理ツール106及びマンドレルツール112によって形成された、容器114の容器-第2の部分114-2まで、位置合わせされた第1の開口152及び第2の開口156を通って(例えば、矢印198の方向に)、移動する。図12及び図13に示されるように、第1の隔壁150及び第2の隔壁154が第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間で第1の界面124の全体に沿って位置する実施例のような、いくつかの実施例では、ガス118は、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間、及び複合構造102の周囲などで、容器114を通って循環することができる。要するに、組み合わせて、第1の隔壁150及び第2の隔壁154は、関連した第1の開口152と第2の開口156との位置合わせを伴って、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間でのガス118の供給を共有するように構成されるマニホールドとして機能する。
図18に示されるように、1つ又は複数の実施例では、第1の隔壁150は、第1の開口152の外周周囲を延びる第1の開口-シール200を含む。1つ又は複数の実施例では、代替的に又は追加的に、第2の隔壁154は、第2の開口156の外周周囲を延びる第2の開口-シール202を含む。閉鎖位置110において、第1の開口-シール200及び/又は第2の開口-シール202は、ガス118の通路に対して、位置合わせされた第1の開口152と第2の開口156との周囲で、第1の隔壁150と第2の隔壁154との間にシールを形成する。第1の開口-シール200及び/又は第2の開口-シール202は、ガス118が第1の適合膜136と、第2の適合膜146と、複合構造102との間の空間に進入するのを防止する。
図19-20は、第1の隔壁150及び第1の適合膜136を含む、第1の処理ツール104の一部の実施例を概略的に示す。明示的に示されていないが、第2の隔壁154及び第2の適合膜146を含む、第2の処理ツール106の同等の部分の実施例が、図19-20に等しく表示される。
図18-20を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136は、第1の隔壁150に結合される。1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136は、第1の隔壁150にシールされる。1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136の反対側にある第1の外周-第1の側部222は、第1の隔壁150(1つの第1の隔壁150及び第1の適合膜136の1つの第1の外周-第1の側部222だけが図18-20に示される)に結合され、シールされる。
1つ又は複数の実施例では、第1の隔壁150は、第1の適合膜136を支持する。閉鎖位置110において、第1の隔壁150は、第1の容器壁134よりも複合構造102の表面に近接して第1の適合膜136を位置付ける。第1の処理ツール104は、第1の容器壁134に結合され、かつ第1の適合膜136を任意の数の位置で支持する、任意の数の(例えば、1つ又は複数の)第1の隔壁150を有しうる。
1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146は、第2の隔壁154に結合される。1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146は、第2の隔壁154にシールされる。1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146の反対側にある第2の外周-第1の側部228は、第2の隔壁154(1つの第2の隔壁154及び第2の適合膜146の1つの第2の外周-第1の側部228だけが図18に示される)に結合され、シールされる。
1つ又は複数の実施例では、第2の隔壁154は、第2の適合膜146を支持する。閉鎖位置110において、第2の隔壁154は、第2の容器壁144よりも複合構造102の表面に近接して第2の適合膜146を位置付ける。第2の処理ツール106は、第2の容器壁144に結合され、かつ第2の適合膜146を任意の数の位置で支持する、任意の数の(例えば、1つ又は複数の)第2の隔壁154を有しうる。
図1、2、5、9-11、14及び16を参照すると、1つ又は複数の実施例では、装置100は、真空システム138を含む。1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、マンドレルツール112の外面210と圧縮バギング162(図5及び9)との間に形成された空間と流体連通している。1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、マンドレルツール112の外面210と第1の適合膜136(図6、10及び11)との間に形成された空間、又はマンドレルツール112の外面210と第1の適合膜136及び第2の適合膜146(図6)との間に形成された空間と、流体連通している。要するに、閉鎖位置110において、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112がまとめてシールされた状態で、真空システム138は、容器114内に、例えば、マンドレルツール112と、圧縮バギング162(図5及び9)、第1の適合膜136(図6、10及び11)、又は第1の適合膜136及び第2の適合膜146(図6)のうちの1つとの間に、真空を適用するように構成される。これらの実施例では、装置100は、複合構造102を処理するために負圧を使用する。
図6、10及び11に示されるように、1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、第1の適合膜136とマンドレルツール112との間に真空を適用するように構成される。真空は、負圧を加えて、第1の適合膜136とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出する。第1の適合膜136とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出することにより、第1の適合膜136の外側により高い圧力が促され、したがって、第1の適合膜136が複合構造102の外面212に押し付けられて、マンドレルツール112の外面210に対して複合構造102が圧縮される。
図6に示されるように、1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、第2の適合膜146とマンドレルツール112との間に真空を適用するように構成される。真空は、負圧を加えて、第2の適合膜146とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出する。第2の適合膜146とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出することにより、第2の適合膜146の外側により高い圧力が促され、したがって、第1の適合膜136が複合構造102の外面212に押し付けられて、マンドレルツール112の外面210に対して複合構造102が圧縮される。
1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、1つ又は複数の真空ポンプを含む。1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、マンドレルツール112に結合される。1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、第1の処理ツール104及び/又は第2の処理ツール106のうちの少なくとも1つなどのツーリングアセンブリ164に結合される。1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112に結合される。
図1、2、14、15及び21を参照すると、1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、マンドレル-マニホールド206を介して、マンドレルツール112に結合される。図21に示されるように、1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、マンドレルツール112の外面210を通して形成された複数の真空開口240を含む。概して、真空開口240は、マンドレルツール112上で支持された複合構造102の外周境界線を越えて、マンドレルツール112の端部に向かって位置付けられる。真空開口240は、複数のマンドレル-真空ライン242を介して、マンドレル-マニホールド206と流体連通している。
図1、2、14、15及び20を参照すると、1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、ツーリング-マニホールド204を介して、第1の処理ツール104及び/又は第2の処理ツール106などのツーリングアセンブリ164に結合される。図20に示されるように、1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104及び/又は第2の処理ツール106などのツーリングアセンブリ164は、第1の適合膜136及び/又は第2の適合膜146(図20には示されず)上に位置する又はこれらに結合された、少なくとも1つの真空接続部246を含む。真空接続部246は、複数のツール-真空ライン244を介して、ツーリング-マニホールド204と流体連通している。第1の適合膜136(図20)に関連した真空接続部246は、第1の適合膜136とマンドレルツール112の外面212との間の空間と流体連通している。第2の適合膜146(図20には示されず)に関連した真空接続部246は、第2の適合膜146とマンドレルツール112の外面212との間の空間と流体連通している。
図5及び9に示されるように、1つ又は複数の実施例では、装置100は、圧縮バギング162を含む。圧縮バギング162は、マンドレルツール112によって支持される複合構造102を囲むように構成される。概して、圧縮バギング162は、消耗可能なアイテムである。1つ又は複数の実施例では、圧縮バギング162は、複合構造102周囲でマンドレルツール112の外面210に密閉される。1つ又は複数の実施例では、複合構造102の周囲に容器114を形成するために、ツーリングアセンブリ164が閉じられ、マンドレルツール112にシールされる前に、圧縮バギング162が複合構造102に適用される。
1つ又は複数の実施例では、加圧システム140は、第1の容器壁134と圧縮バギング162(図5及び9)との間に正圧を加えるように構成される。1つ又は複数の実施例では、加圧システム140は、第2の容器壁144と圧縮バギング162(図5)との間に正圧を加えるように構成される。これらの実施例では、圧縮バギング162は、圧縮バギング162とマンドレルツール112の外面210との間で複合構造102を圧縮するために、容器114内に位置する加圧されたガス118によって、複合構造102の外面212に対して押し付けられる(例えば、押圧される)。
1つ又は複数の実施例では、圧縮バギング162は、複合構造102が容器114内に位置するガス118と相互作用するのを保護する。1つ又は複数の実施例では、ガス118は空気である。1つ又は複数の実施例では、ガス118は、窒素などの不活性ガスである。
1つ又は複数の実施例では、真空システム138は、マンドレルツール112と圧縮バギング162との間に真空を適用するように構成される。これらの実施例では、圧縮バギング162の外周は、マンドレルツール112内に形成された真空開口240(図21)の位置を越えて、マンドレルツール112の外面210に結合され、シールされる。真空は負圧を加えて、圧縮バギング162とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出する。圧縮バギング162とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出することにより、圧縮バギング162の外側により高い圧力が促され、したがって、圧縮バギング162が複合構造102の外面212に押し付けられて、マンドレルツール112の外面210に対して複合構造102が圧縮される。
図11に示されるツーリングアセンブリ164の例示的構成は第1の適合膜136を使用することを示しているが、ツーリングアセンブリ164のこの構成の他の実施例では、圧縮バギング162は、マンドレルツール112にシールされ、複合構造102を囲む。
様々な実施例では、第1の適合膜136及び/又は第2の適合膜146は、圧縮バギング162の代わりになるか、又は圧縮バギング162と実質的に類似の目的として機能する。これらの実施例では、装置100は、有利には、圧縮バギング162などの消耗可能な材料の使用を低減する。他の実施例では、装置100は、圧縮バギング162と、第1の適合膜136及び/又は第2の適合膜146との両方を使用する。
図1、2、14、16及び20を参照すると、1つ又は複数の実施例では、ツーリング-マニホールド204は、第1の処理ツール104上に位置するか、又は第1の処理ツール104に関連付けられる。ツーリング-マニホールド204により、加圧システム140、加熱システム116、及び/又は真空システム138のツーリングアセンブリ164への接続(例えば、電気、データ、流体などによる接続)が可能になる。ツーリング-マニホールド204により、有利には、加圧システム140、加熱システム116、及び真空システム138の、容器114の外側でのツーリングアセンブリ164への機能的な接続が可能になる。
図12、13及び18-20に示される実施例などの、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106が互いに流体連通している実施例では、ツーリングアセンブリ164は、第1の処理ツール104又は第2の処理ツール106の1つに関連した1つのツーリング-マニホールド204だけを使用しうる。第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106が互いに流体連通していない実施例では、ツーリングアセンブリは、2つのツーリング-マニホールド204(1つのツーリング-マニホールド204だけが図示されている)を使用しうるのだが、ツーリング-マニホールド204の各々は、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106のそれぞれ1つに関連している。
1つ又は複数の実施例では、ツーリング-マニホールド204は、加熱システム116によって加熱されたガス118を容器114内にルート決めするように構成される。
1つ又は複数の実施例では、ツーリング-マニホールド204は、電力を加熱システム116にルート決めし、第1の容器壁134、第2の容器壁144、第1の適合膜136、第2の適合膜146、第1の当て板142、及び第2の当て板148のうちの少なくとも1つを加熱するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、ツーリング-マニホールド204は、加圧システム140によって加圧されたガス118を容器114内にルート決めするように構成される。
図1、2、14、16及び21を参照すると、1つ又は複数の実施例では、マンドレル-マニホールド206により、真空システム138及び加熱システム116のマンドレルツール112への接続(例えば、電気、データ、流体などによる接続)が可能になる。マンドレル-マニホールド206により、有利には、真空システム138及び加熱システム116の、容器114の外側でのマンドレルツール112への機能的な接続が可能になる。
1つ又は複数の実施例では、マンドレル-マニホールド206は、真空システム138によって除去されたガスを、圧縮バギング162とマンドレルツール112との間から、又は第1の適合膜136及び/又は第2の適合膜146とマンドレルツール112との間からルート決めするように構成される。
1つ又は複数の実施例では、マンドレル-マニホールド206は、電力を加熱システム116にルート決めし、マンドレルツール112を加熱するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102は、内装が開いた閉断面形状を有する部分を含みうる。例えば、複合構造102は、パネル、及びパネルに結合された補強材(例えば、ハット型ストリンガ)を含みうる。このような実施例において、膨張式ブラダ(図示せず)は、パネル及び補強材の閉断面形状によって形成された開いた内装内に位置する。1つ又は複数の実施例では、マンドレル-マニホールド206はまた、加圧システム140などからの加圧されたガスを、ツーリングアセンブリ164の外側から膨張式ブラダにルート決めするように構成される。概して、膨張式ブラダは、補強材(例えば、ストリンガ)が処理中に押しつぶされるのを防止するために、パネル及び補強材の閉断面形状によって形成された中空スペース内(例えば、ハット型ストリンガ内)に位置する。
図2に最もよく示されるように、1つ又は複数の実施例では、閉鎖位置110において、マンドレルツール112の一部が容器114の外側に位置している。例えば、マンドレルツール112の反対側にある端部214は、ツーリングアセンブリ164から延び(例えば、第1の容器端194及び第2の容器端196を越えて延び)、容器114の外側に位置する。この構成により、マンドレルツール112が閉鎖位置110においてツーリングアセンブリ164内に位置している間に、加熱システム116及び/又は真空システム138の、例えばマンドレル-マニホールド206への、接続及び接続解除が可能になる。
図2、4及び8を参照すると、1つ又は複数の実施例では、装置100は一対のエンドキャップ158を含む。エンドキャップ158の一方のみが、図2、4及び8に見られる。エンドキャップ158は、マンドレルツール112の開放端部232(図3及び7)をシールするように構成される。マンドレルツール112の開放端部232の一方のみが、図3及び7に見られる。例えば、エンドキャップ158は、複合構造102の処理中に内部空間160を加圧できるように、マンドレルツール112の開放端部232をシールし、マンドレルツール112の内部空間160を閉じ込める。
1つ又は複数の実施例では、エンドキャップ158は、ツーリングアセンブリ164の外側に位置するマンドレルツール112の開放端部232周囲に結合され密閉されるように構成される。開放端部232をエンドキャップ158でシールすることにより、マンドレルツール112の内部空間160を閉じ込めシールする。マンドレルツール112の内部空間160がシールされた状態で、例えば、加圧システム140を使用して、内部空間160を加圧することができる。マンドレルツール112の内部空間160を加圧することにより、マンドレルツール112の構造的完全性が増大し、処理中にツーリングアセンブリ164によってマンドレルツール112に加えられる正圧に反応する。
1つ又は複数の実施例では、エンドキャップ158は、ツーリングアセンブリ164に結合されるか、又はその一部を形成する。1つ又は複数の実施例では、エンドキャップ158は、マンドレルツール112に結合されるか、又はその一部を形成する。
1つ又は複数の実施例では、マンドレル-マニホールド206は、加圧システム140などから、マンドレルツール112の内部空間160内に加圧されたガスをルート決めするように構成される。
図1-2に最もよく示されるように、1つ又は複数の実施例では、装置100処理カート184を含む。処理カート184は、処理中にマンドレルツール112を支持するように構成される。閉鎖位置110において、処理カート184、例えば、処理カート184の全体は、容器114の外側に位置する。ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112によって形成された容器114の外側に処理カート184を位置付けることにより、複合構造102を処理するために必要な容積を減少させ、複合構造102の処理中に加熱される熱質量を減少させるため、サイクル時間と、複合構造102を処理するために必要なエネルギーを減少させる。
図22を参照すると、1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の内側モールドライン(輪郭)190を成形するように構成される。これらの実施例では、第1の処理ツール104又は第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106などのツーリングアセンブリ164は、複合構造102の外側モールドライン192を成形するように構成される。実施例において、第1の適合膜136又は第1の当て板142は、複合構造102の外側モールドライン192の少なくとも一部を成形する。実施例において、第1の適合膜136又は第1の当て板142は、複合構造102の外側モールドライン192の一部を成形し、第2の適合膜146又は第2の当て板148は、外側モールドライン192の別の部分を成形する。
図23を参照すると、1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の外側モールドライン192を成形するように構成される。これらの実施例では、第1の処理ツール104又は第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106などのツーリングアセンブリ164は、複合構造102の内側モールドライン190を成形するように構成される。実施例において、第1の適合膜136又は第1の当て板142は、複合構造102の内側モールドライン190の少なくとも一部を成形する。実施例において、第1の適合膜136又は第1の当て板142は、複合構造102の内側モールドライン190の一部を成形し、第2の適合膜146又は第2の当て板148は、内側モールドライン190の別の部分を成形する。
先ほど説明し、概して図3-11に示されるように、ツーリングアセンブリ164は、マンドレルツール112及びマンドレルツール112によって支持される複合構造102の断面形状に相補的な断面形状を有する。ツーリングアセンブリ164の断面形状がマンドレルツール112の断面形状に相補的であり、その断面形状にほぼ一致すると、有利には、従来のオートクレーブ又はオーブン処理装置と比較して、複合構造102を適切に処理するために必要な装置のサイズを縮小する。この全体サイズの縮小により、有利には、装置100の有効性が向上し、設備レイアウトの設置面積がより小さくなる。
図24を参照すると、1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104は、第1の開断面形状168を含む。1つ又は複数の実施例では、第1の処理ツール104(例えば、第1の開断面形状168)は、マンドレルツール112の第1の側部の第1の半部分といった、マンドレルツール112の第1の部分に相補的である。1つ又は複数の実施例では、第1の容器壁134は、第1の非平面部材174を含む。第1の容器壁134の第1の非平面部材174は、マンドレルツール112の第1の部分を囲む。この構成の実施例が図3-11に示される。
1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106は、第2の開断面形状170を含む。1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106(例えば、第2の開断面形状170)は、マンドレルツール112の反対側にある第2の側部の第2の半部分といった、マンドレルツール112の第2の部分に相補的である。1つ又は複数の実施例では、第2の容器壁144は、第2の非平面部材178を含む。第2の容器壁144の第2の非平面部材178は、マンドレルツール112の第2の部分を囲む。この構成の実施例が図3-6に示される。
1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106は、第1の平面の断面形状172を含む。1つ又は複数の実施例では、第2の処理ツール106(例えば、第1の平面断面形状172)は、マンドレルツール112の反対側にある第2の側部の第2の半部分といった、マンドレルツール112の一部に相補的である。1つ又は複数の実施例では、第2の容器壁144は、平面部材176を含む。平面部材176は、マンドレルツール112を支持する。この構成の実施例が図7-10に示される。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、閉断面形状182を有する。第1の容器壁134の第1の開断面形状168は、マンドレルツール112の閉断面形状182の第1の部分に相補的である。第2の容器壁144の第2の開断面形状170は、マンドレルツール112の閉断面形状182の第2の部分に相補的である。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112の閉断面形状182は円形であり、第1の容器壁134の第1の開断面形状168及び第2の容器壁144の第2の開断面形状170は各々、半円形である。この実施例では、マンドレルツール112の円形の断面形状、及び第1の容器壁134及び第2の容器壁144の半円形の断面形状が、航空機胴体のバレルセクションといった円形の断面形状を有する複合構造102を形成するために使用されうる。この構成の実施例が図3-6に示される。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、第3の開断面形状186を含む。第1の容器壁134の第1の開断面形状168は、マンドレルツール112の第3の開断面形状186に相補的である。第2の容器壁144の第1の平面の断面形状172は、処理のためにマンドレルツール112を支持するように構成される。この構成の実施例が図7-10に示される。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、第2の平面の断面形状188を含む。第1の容器壁134の第1の開断面形状168は、マンドレルツール112の第1の表面といった、マンドレルツール112の第2の平面の断面形状188の第1の部分に相補的である。第2の容器壁144の第1の平面の断面形状172は、マンドレルツール112を支持するために、マンドレルツール112の反対側の第2の表面といった、マンドレルツール112の第2の平面の断面形状188の第2の部分に相補的である。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、複雑な断面形状208を含む。第1の容器壁134の第1の開断面形状168は、マンドレルツール112の複雑な断面形状208の第1の部分に相補的である。第2の容器壁144の第2の開断面形状170は、マンドレルツール112の複雑な断面形状208の第2の部分に相補的である。代替的には、第2の容器壁144の第1の平面の断面形状172は、マンドレルツール112を支持するために、マンドレルツール112の複雑な断面形状208の第2の部分に相補的である。
第1の処理ツール104、第2の処理ツール106、及びマンドレルツール112の他の断面形状といった他の構成もまた、考えらえる。
図25を参照すると、実施例として、本開示はまた、複合構造102を処理する方法1000を対象とする。概して図1-24を参照すると、1つ又は複数実施例では、方法1000の実施態様は、開示された装置100を使用して実行される。
処理が開示された方法1000に従って実行されることには、任意の適切な製造プロセスが含まれ、複合構造102を処理するために、熱、圧力、又は熱と圧力との組み合わせが使用される。実施例において、方法1000は、圧縮プロセスに引き込まれ、閉じ込められた空気を除去するために複合レイアップが圧縮される。別の実施例において、方法1000は、デバルクプロセスに引き込まれ、厚い積層板が、適度な熱及び圧力及び/又は真空下で圧縮され、空気のほとんどが除去され、ツール上に確実に装着され、しわが防止される。更に別の実施例では、方法1000は、硬化プロセスに引き込まれ、熱硬化性樹脂の特性が、熱及び圧力及び/又は真空下で化学反応によって変化する。
1つ又は複数の実施例では、方法1000は、複合構造をレイアップする(ブロック1002)ステップを含む。1つ又は複数の実施例では、複合構造をレイアップする(ブロック1002)ステップは、マンドレルツール112上に複合構造102をレイアップするステップを含む。マンドレルツール112は、処理中に複合構造102を支持し、複合構造102の少なくとも一部に形状を提供するように構成される。
1つ又は複数の実施例では、複合構造をレイアップする(ブロック1002)ステップはまた、圧縮バギング162を複合構造102上方に適用するステップと、圧縮バギング162をマンドレルツール112に密閉し、複合構造102を圧縮バギング162内にシールするステップとを含む。圧縮バギング162の使用は開示された方法1000のすべての例示的実施態様に必ずしも必要ではないと理解されたい。
1つ又は複数の実施例では、方法1000は、マンドレルツール112を位置付ける(ブロック1004)ステップを含む。1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112を位置付ける(ブロック1004)ステップは、マンドレルツール112を、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間など、ツーリングアセンブリ164に対して位置付けるステップを含む。1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112をツーリングアセンブリ164に対して位置付けるステップは、マンドレルツール112を支持する処理カート184を使用して実行される。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112を位置付ける(ブロック1004)ステップは、ツーリングアセンブリ164により、開放位置108において、マンドレルツール112を、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間など、ツーリングアセンブリ164内に位置付ける(例えば、移動させる)ことを含む。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は閉断面形状182を含む。第1の処理ツール104は、マンドレルツール112の閉断面形状182の第1の部分に相補的な第1の開断面形状168を含む。第2の処理ツール106は、マンドレルツール112の閉断面形状182の第2の部分に相補的な第2の開断面形状170を含む。第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106は、まとめて密閉されると、マンドレルツール112を含んだ状態で、複合構造102を囲み、閉鎖位置110に容器114を形成する。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112を位置付ける(ブロック1004)ステップは、ツーリングアセンブリ164により、開放位置108において、複合構造102を支持するマンドレルツール112を第2の処理ツール106上に位置付けることを含む。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、第2の平面の断面形状188を含む。第2の処理ツール106は、マンドレルツール112の第2の平面の断面形状188を支持するように構成される第1の平面の断面形状172を含む。第1の処理ツール104は、内側モールドライン190又は複合構造102の外側モールドライン192などの複合構造102の形状に相補的な第1の開断面形状168を含む。
1つ又は複数の実施例では、方法1000は、ツーリングアセンブリ164を閉じる(ブロック1006)ステップを含む。1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164を閉じる(ブロック1006)ステップは、ツーリングアセンブリ164の第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106を、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106が間隔を空けて配置される開放位置108から閉鎖位置110に位置決めするステップを含む。概して、ツーリングアセンブリ164を閉じる(ブロック1006)ステップ(例えば、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106を閉鎖位置110に位置決めすることによる)は、ツーリングアセンブリ164(例えば、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106)を、複合構造102を支持するマンドレルツール112に接触するように載置して、複合構造102を囲む容器114を形成する。
1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164を開放位置108から閉鎖位置110に位置決めするステップは、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106のうちの少なくとも1つを互いに対して移動させるステップを含む。実施例において、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106のうちの少なくとも1つは、開放位置108と閉鎖位置110との間を、互いに対して直線的に(例えば、およそ水平に又はおよそ垂直に)移動する。別の実施例において、第1の処理ツール104は、開放位置108と閉鎖位置110との間を、第2の処理ツール106に対して枢動的に移動する。
1つ又は複数の実施例では、方法1000は、ツーリングアセンブリ164をマンドレルツール112とシールする(ブロック1008)ステップを含む。1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164をマンドレルツール112とシールする(ブロック1008)ステップは、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112をまとめて密閉するステップを含む。概して、ツーリングアセンブリ164を閉じる(ブロック1006)ステップ(例えば、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106を閉鎖位置110に位置決めすることによる)は、ツーリングアセンブリ164をシールし(例えば、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106を互いに対してシールし)、ツーリングアセンブリ164(例えば、第1の処理ツール104及び第2の処理ツール106)を、複合構造102を支持するマンドレルツール112とシールすることによって、複合構造102を囲む容器114をシールする(例えば、シールされた容器114を形成する)。
1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112をまとめてシールする(ブロック1008)ステップは、第1の処理ツール104を、複合構造102を支持するマンドレルツール112にシールするステップを含む。ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112をまとめてシールする(ブロック1008)ステップはまた、第2の処理ツール106を、第1の処理ツール104及びマンドレルツール112にシールするステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112をまとめてシールする(ブロック1008)ステップは、第1の処理ツール104を第2の処理ツール106及びマンドレルツール112にシールするステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112をまとめてシールする(ブロック1008)ステップは、第1の処理ツール104をマンドレルツール112にシールするステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、方法1000は、容器114を形成する(ブロック1010)ステップを含む。1つ又は複数の実施例では、容器114を形成する(ブロック1010)ステップは、ツーリングアセンブリを閉じる(ブロック1006)ステップと、ツーリングアセンブリ164及びマンドレルツール112をまとめてシールする(ブロック1008)ステップとによって達成される。容器114は、複合構造102を囲む。
1つ又は複数の実施例では、容器114を形成する(ブロック1010)ステップは、第1の処理ツール104、第2の処理ツール106、及びマンドレルツール112で複合構造102を囲む容器114を形成するステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、容器114を形成する(ブロック1010)ステップは、第1の処理ツール104及びマンドレルツール112で複合構造102を囲む容器114を形成するステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、方法1000は、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップを含む。1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、熱を加えるステップを含む。1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、圧力を加えるステップを含む。1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、熱及び圧力を加えることを含む。1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、例えば、圧縮工程、デバルク工程、又は硬化工程を実行するために、圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造102に加えるステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、圧力を加えるステップは、正圧の使用を含む。1つ又は複数の実施例では、複合構造102に圧力を加えるステップは、容器114内に位置するガス118を加圧するステップを含む。これらの実施例では、加圧されたガス118(正圧)が複合構造102の外面212を押圧し、複合構造102をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮する。
1つ又は複数の実施例では、圧力を加えるステップは、負圧の使用を含む。1つ又は複数の実施例では、複合構造102に圧力を加えるステップは、複合構造102を囲む圧縮バギング162とマンドレルツール112との間に真空(負圧)を適用するステップを含む。これらの実施例では、負圧は、圧縮バギング162と複合構造102の外面212との間にガスを排出し、圧力差を作り出す。概して、圧縮バギング162(例えば、真空バギング)下でガスを排出することにより、圧縮バギング162を押圧する圧縮バギング162の外側により高い圧力を促し、複合構造102の圧縮がもたらされる。これらの実施例では、真空システム138は、圧縮バギング162とマンドレルツール112との間に真空を適用するために使用される。加えて、圧縮バギング162下でガスを排出することにより、空気、水、蒸気、及び/又は処理中に複合構造102から漏れうる他の揮発性物質が除去される。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102に圧力を加えるステップは、第1の処理ツール104の第1の容器壁134と第1の容器壁134に結合された第1の適合膜136との間に正圧を加えるステップを含む。例えば、正圧を加えるステップは、容器114内の大気圧を増加させるステップを含み、これによって、処理中に複合構造102上の圧縮力が増加する。これらの実施例では、容器114の加圧されたガス118が、第1の適合膜136を複合構造102の外面212の一部に押圧し、複合構造102をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮する。これらの実施例では、加圧システム140は、第1の容器壁134と第1の適合膜136との間に位置するガス118を加圧し、第1の適合膜136に圧力を加えるために使用される。
1つ又は複数の実施例では、圧力を複合構造102に加えるステップは、マンドレルツール112と第1の適合膜136との間に真空(負圧)を適用するステップを含む。これらの実施例では、負圧は、第1の適合膜136とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出し、圧力差を作り出す。概して、第1の適合膜136とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出することにより、第1の適合膜136を押圧する第1の適合膜136の外側により高い圧力を促し、複合構造102の圧縮がもたらされる。これらの実施例では、真空システム138は、第1の適合膜136とマンドレルツール112との間に真空を適用するために使用される。加えて、第1の適合膜136とマンドレルツール112との間にガスを排出することにより、空気、水、蒸気、及び/又は処理中に複合構造102から漏れうる他の揮発性物質が除去される。これらの実施例では、第1の適合膜136は、圧縮バギング162の代わりになりうるか、又は圧縮バギング162と類似の目的を果たす。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、第1の適合膜136及び/又は圧縮バギング162を使用して、複合構造102の一部を成形するステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、容器114の加圧されたガス118を介して正圧を加えることにより、第1の適合膜136及び/又は圧縮バギング162が複合構造102の外面212の一部に押圧され、次に、複合構造102の外面212の形状が成形される。
1つ又は複数の実施例では、容器大気圧と、第1の適合膜136とマンドレルツール112との間又は圧縮バギング162下の真空との間の圧力差により、圧縮力が処理中に複合構造102に加えられるようになる。
1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136又は圧縮バギング162によって成形された複合構造102の一部は、複合構造102の外側モールドライン192の少なくとも一部である。これらの実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の内側モールドライン190を成形する。
1つ又は複数の実施例では、第1の適合膜136又は圧縮バギング162によって成形された複合構造102の一部は、複合構造102の内側モールドライン190の少なくとも一部である。これらの実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の外側モールドライン192を成形する。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、第1の適合膜136に結合された第1の当て板142を使用して、複合構造102の一部を成形及び/又は平滑化することステップを含む。これらの実施例では、圧力(例えば、正圧)及び/又は真空(例えば、負圧)を第1の適合膜136上に加えるため、第1の当て板142が複合構造102の外面212の一部を押し、複合構造102の外面212を成形及び/又は平滑化する。例えば、第1の当て板142が、第1の適合膜136の両側の圧力差によって、複合構造102内に押され、複合構造102の外面212を成形及び/又は平滑化する。
1つ又は複数の実施例では、第1の当て板142によって成形された複合構造102の一部は、複合構造102の外側モールドライン192の少なくとも一部である。これらの実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の内側モールドライン190を成形する。
1つ又は複数の実施例では、第1の当て板142によって成形された複合構造102の一部は、複合構造102の内側モールドライン190の少なくとも一部である。これらの実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の外側モールドライン192を成形する。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102に圧力を加えるステップは、第2の処理ツール106の第2の容器壁144と第2の容器壁144に結合された第2の適合膜146との間に正圧を加えるステップを含む。例えば、正圧を加えるステップは、容器114内の大気圧を増加させるステップを含み、これによって、処理中に複合構造102上の圧縮力が増加する。これらの実施例では、容器114の加圧されたガス118が、第2の適合膜146を複合構造102の外面212の一部に押圧し、複合構造102をマンドレルツール112の外面210に対して圧縮する。これらの実施例では、加圧システム140は、第2の容器壁144と第2の適合膜146との間に位置するガス118を加圧し、第1の適合膜136に圧力を加えるために使用される。
1つ又は複数の実施例では、圧力を複合構造102に加えるステップは、マンドレルツール112と第2の適合膜146との間に真空(負圧)を適用するステップを含む。これらの実施例では、負圧は、第2の適合膜146とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出し、圧力差を作り出す。概して、第2の適合膜146とマンドレルツール112の外面210との間にガスを排出することにより、第2の適合膜146を押圧する第2の適合膜146の外側により高い圧力を促し、複合構造102の圧縮がもたらされる。これらの実施例では、真空システム138は、第2の適合膜146とマンドレルツール112との間に真空を適用するために使用される。加えて、第2の適合膜146とマンドレルツール112との間にガスを排出することにより、空気、水、蒸気、及び/又は処理中に複合構造102から漏れうる他の揮発性物質が除去される。これらの実施例では、第2の適合膜146は、圧縮バギング162の代わりになりうるか、又は圧縮バギング162と類似の目的を果たす。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、第2の適合膜146及び/又は圧縮バギング162を使用して、複合構造102の一部を成形するステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、容器114の加圧されたガス118を介して正圧を加えることにより、第2の適合膜146及び/又は圧縮バギング162が複合構造102の外面212の一部に押圧され、次に、複合構造102の外面212の形状が成形される。
1つ又は複数の実施例では、容器大気圧と、第2の適合膜146とマンドレルツール112との間又は圧縮バギング162下の真空との間の圧力差により、圧縮力が処理中に複合構造102に加えられるようになる。
1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146によって成形された複合構造102の一部は、複合構造102の外側モールドライン192の少なくとも一部である。これらの実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の内側モールドライン190を成形する。
1つ又は複数の実施例では、第2の適合膜146によって成形された複合構造102の一部は、複合構造102の内側モールドライン190の少なくとも一部である。これらの実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の外側モールドライン192を成形する。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、第2の適合膜146に結合された第2の当て板148を使用して、複合構造102の一部を成形及び/又は平滑化することステップを含む。これらの実施例では、圧力(例えば、正圧)及び/又は真空(例えば、負圧)を第2の適合膜146上に加えるため、第2の当て板148が複合構造102の外面212の一部を押し、複合構造102の外面212を成形及び/又は平滑化する。例えば、第2の当て板148が、第2の適合膜146の両側の圧力差によって、複合構造102内に押され、複合構造102の外面212を成形及び/又は平滑化する。
1つ又は複数の実施例では、第2の当て板148によって成形された複合構造102の一部は、複合構造102の外側モールドライン192の少なくとも一部である。これらの実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の内側モールドライン190を成形する。
1つ又は複数の実施例では、第2の当て板148によって成形された複合構造102の一部は、複合構造102の内側モールドライン190の少なくとも一部である。これらの実施例では、マンドレルツール112は、複合構造102の外側モールドライン192を成形する。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、ツーリングアセンブリ164、容器114内に位置するガス118、マンドレルツール112のうちの少なくとも1つを加熱するステップを含み、複合構造102を加熱する。
1つ又は複数の実施例では、圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造102に加えるステップは、閉鎖位置110において、第1の処理ツール104と第2の処理ツール106との間にガス118を移送するステップを含む。これらの実施例では、ガス118は、加熱されるか加圧されるかのうちの少なくとも1つである。これらの実施例では、ガス118は、加圧システム140を使用して加圧される。これらの実施例では、ガス118は、加熱システム116を使用して加熱される。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、以下のステップのうちの2つ以上を含む。(1)第1の容器壁134と第1の適合膜136との間に圧力を加えること、(2)第2の容器壁144と第2の適合膜146との間に圧力を加えること、(3)マンドレルツール112と第1の適合膜136との間に真空を適用すること、(4)マンドレルツール112と第2の適合膜146との間に真空を適用すること、(5)圧縮バギング162とマンドレルツール112との間に真空を適用すること、(6)ツーリングアセンブリ164(例えば、第1の処理ツール104、第2の処理ツール106、第1の適合膜136、第2の適合膜146、第1の当て板142、及び/又は第2の当て板148)を加熱すること、(7)容器114内に位置するガス118を加熱すること、並びに(8)マンドレルツール112を加熱すること。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、マンドレルツール112を使用して、複合構造102の内側モールドライン190を成形するステップと、ツーリングアセンブリ164を使用して、複合構造102の外側モールドライン192の少なくとも一部を成形するステップとを含む。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、マンドレルツール112を使用して、複合構造102の外側モールドライン192を成形するステップと、ツーリングアセンブリ164を使用して、複合構造102の内側モールドライン190の少なくとも一部を成形するステップとを含む。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は閉断面形状182を含む。1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)スは、マンドレルツール112によって形成された内部空間160を加圧するステップを含む。マンドレルツール112の内部空間160を加圧することにより、マンドレルツール112は、処理中に複合構造102及びマンドレルツール112に加えられた正圧に構造的に反応することができるようになる。これらの実施例では、マンドレルツール112の内部空間160は、一対のエンドキャップ158を使用して閉じ込められ、マンドレルツール112の内部空間160は、加圧システム140を使用して加圧される。
1つ又は複数の実施例では、マンドレルツール112は、第3の開断面形状186を含む。1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)スは、マンドレルツール112によって少なくとも部分的に形成された内部空間160を加圧するステップを含む。マンドレルツール112の内部空間160を加圧することにより、マンドレルツール112は、処理中に複合構造102及びマンドレルツール112に加えられた正圧に構造的に反応することができるようになる。これらの実施例では、マンドレルツール112の内部空間160は、一対のエンドキャップ158を使用して閉じ込められ、マンドレルツール112の内部空間160は、加圧システム140を使用して加圧される。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、圧密圧力を複合構造102に加えることに応じて、複合構造102を圧縮するステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、複合構造102にデバルク圧力及びデバルク熱のうちの少なくとも1つを適用することに応じて、複合構造102をデバルクするステップを含む。
1つ又は複数の実施例では、複合構造102を処理する(ブロック1012)ステップは、複合構造102に圧力を硬化させること及び熱を硬化させることのうちの少なくとも1つに応じて、複合構造102を硬化させるステップを含む。
したがって、開示された装置100及び方法1000は、複合構造102の周囲に容器114を形成するために、マンドレルツール112をマンドレルツール112に相補的であるツーリングアセンブリ164と一体化することによって、最小サイズの容器114(例えば、処理チャンバ)を提供する。容器114の容積を最小にすることにより、従来のオートクレーブと比較して、容器114の加熱及び排気を著しく低下させる。例えば、容積が小さくなれば、各処理サイクル中の加圧、加熱及び冷却が高速になる。
図26-27を参照すると、装置100及び方法1000の実施例は、図26のフロー図に示す航空機の製造及び保守方法1100、及び図27に概略的に示す航空機1200に照らして使用されうる。
図27を参照すると、1つ又は複数の実施例では、航空機1200は、機体1202と、複数の高次システム1204とを含む。高レベルのシステム1204の例は、推進システム1208、電気システム1210、油圧システム1212、及び環境システム1214のうちの1つ又は複数を含む。他の実施例では、航空機1200は、通信システム、案内システムといった、任意の数の他のタイプのシステムを含みうる。
装置100を使用して又は方法1000に従って製造された複合構造102は、機体1202、内装1206、及び高レベルシステム1204のうちの1つ又は複数など、航空機1200の構造、アセンブリ、サブアセンブリ、構成要素、部品、又は任意の他の部分のうちの任意の1つでありうる。例えば、複合構造102は、航空機スパー、翼セクション、胴体バレルセクション、内装パネル、外装外板などのうちの任意の1つでありうる。
図26を参照すると、製造前の段階で、方法1100は、航空機1200の仕様及び設計(ブロック1102)及び材料の調達(ブロック1104)を含む。航空機1200の製造段階では、航空機1200の構成要素及びサブアセンブリの製造(ブロック1106)、並びにシステムインテグレーション(ブロック1108)が行わる。その後、航空機1200は、認可及び納品(ブロック1110)を経て、運航(ブロック1112)に供される。定期的な整備及び保守(ブロック1114)は、航空機1200の1つ以上のシステムの改変、再構成、改修等を含む。
図26に示す方法1100の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、及び/又はオペレータ(例えば、顧客)によって実施又は実行されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の宇宙船製造者、及び主要システムの下請業者を含み、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。
本明細書に図示又は記載された装置100及び方法1000の実施例は、図26に示すフロー図に示す製造及び保守方法1100の、1つ又は複数の任意の段階で利用されうる。実施例において、開示された装置100及び方法1000の実施態様は、構成要素及びサブアセンブリの製造(ブロック1106)、並びに/又はシステムインテグレーション(ブロック1108)の一部を形成しうる。例えば、開示された装置100及び方法1000の実施態様を使用した、航空機1200、機体1202、及び/又はこれらの構成要素の組み立ては、構成要素及びサブアセンブリの製造(ブロック1106)に対応し、航空機1200の運航(ブロック1112)中に準備される構成要素又はサブアセンブリに類似した方法で準備されうる。また、開示された装置100及び方法1000の実施態様は、システムインテグレーション(ブロック1108)並びに認可及び納品(ブロック1110)中に利用されうる。同様に、開示された装置100及び方法1000の実施態様は、例えば、航空機1200の運航(ブロック1112) 中に、並びに整備及び保守(ブロック1114)中に、利用されうるが、これらに限定されない。
したがって、図1-27を参照し、装置100を使用して、航空機1200(図11)の一部を製造する方法がまた開示される。また、方法1000に従って製造された航空機1200の一部が開示される。
ここでは航空宇宙産業の例が示されているが、本明細書で開示される実施例及び原理は、自動車産業、宇宙産業、建築産業、並びにその他の設計及び製造産業にも適用されうる。したがって、本明細書で開示される実施例及び原理は、航空機に加え、他のビークル(例えば、陸上ビークル、海洋ビークル、宇宙ビークルなど)の複合構造体、及び独立型の構造体にも適用されうる。
本明細書において、特定の機能を実施する「ように構成(configured to)」システム、装置、デバイス、構造体、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、実際には、いかなる変更も伴わずにその特定の機能を実施することが可能であり、さらなる改変の後にその特定の機能を実施する可能性があるにすぎないというものではない。言い換えると、特定の機能を実施する「ように構成された」システム、装置、デバイス、構造体、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、その特定の機能を実施するという目的のために、特に選択、創出、実装、利用、プログラミング、かつ/又は設計される。本明細書において、「構成された(configured to)」という表現は、システム、装置、構造体、物品、要素、構成要素、又はハードウェアがさらなる改変なしで特定の機能を実行することを可能にする、システム、装置、構造体、物品、要素、構成要素、又はハードウェアの既存の特性を示す。この開示のために、特定の機能を実施するように「構成された」と説明されているシステム、装置、デバイス、構造体、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、追加的又は代替的に、その機能を実施するように「適合された(adapted to)」かつ/又は「動作可能である(operative to)」と説明されてもよい。
別途提示されない限り、「第1」「第2」「第3」などの用語は、本明細書では単に符号として使用され、それらの用語が表すアイテムに順序的、位置的、又は序列的な要件を課すことを意図していない。更に、例えば「第2」のアイテムへの言及は、例えば「第1」の若しくはより小さい数がふられたアイテム、及び/又は、例えば「第3」の若しくはより大きな数がふられたアイテムの存在を、必要とすることも、排除することもない。
この開示のために、「結合された(coupled)」、「結合(coupling)」、及び似たような用語や表現は、互いに(例えば、機械的、電気的、流体的、光学的、電磁気的に)結合、連接、締結、付着、接続、連通、又はさもなければ関連付けされた2つ以上の要素のことを指す。様々な実施例では、これらの要素は、直接的又は間接的に関連付けられうる。例として、要素Aは、要素Bに直接的に関連しうる。別の例として、要素Aは、例えば、別の要素Cを介するなどして、要素Bに間接的に関連しうる。開示された様々な要素間の関連性が必ずしも表わされているわけではないと理解されるであろう。したがって、図面に示されているもの以外の結合も存在しうる。
本明細書では、「約(about)」、及び「およそ(approximately)」という用語は、所望の機能を依然として実行する又は所望の結果を達成する規定の条件に近似するが、厳密にそうではない条件を表す。例として、「約(about)」、及び「およそ(approximately)」という用語は、許容可能な所定の許容誤差又は正確性の範囲内の条件を指す。例えば、「約(about)」、及び「およそ(approximately)」という用語は、規定の条件の10%以内の条件を指す。しかしながら、「約(about)」、及び「およそ(approximately)」という用語は、厳密に規定の条件である条件を除外しない。
上述の図22図-24では、ブロックは、機能的要素、特徴、又はその構成要素を表すことが可能であり、様々なブロックを接続する線は、任意の特定の構造を必ずしも示唆するわけではない。したがって、図示された構造体に対して、改変、追加、及び/又は省略を行うことができる。加えて、当業者であれば、上述の図1-24及び図27に説明され図示されたすべての要素が、すべての実施例に含まれる必要はなく、本明細書に記載されたすべての要素が必ずしも各例示的な実施例に記載されないことを理解するであろう。別途明示的に記載されない限り、上述の図1-24及び27に記載された実施例の概略図は、例示的な実施例に関する構造的制限を示唆することを意図していない。むしろ、ある例示的な構造体が示されていても、適切な場合には、その構造体を改変しうることを理解されたい。
上述の図25及び図26では、ブロックは、工程、ステップ、及び/又はその一部を表すことが可能であり、様々なブロックを接続する線は、工程群又はその一部の任意の特定の順序又は従属関係を示唆しない。開示されている様々な工程間の全ての従属関係が必ずしも表わされているわけではないことが、理解されよう。本明細書に提示された開示方法の工程を説明する図25及び図26、並びに付随する開示は、必ずしも工程を実行するべき順序を決定付けていると解釈すべきではない。むしろ、ある例示的な順序が示されているが、工程の順序は、適切な場合、修正することができることを理解されたい。したがって、図示されている工程には改変、追加、及び/又は省略が行われてよく、特定の工程群は、異なる順序で実施されてもよく、又は同時に実施されてもよい。加えて、当業者であれば、記載されている全ての工程を実行する必要はないことを理解されよう。
更に、本明細書全体を通して、特徴や利点に対する言及、又は本明細書で使用される類似の表現は、本明細書に開示された実施例で実現されうる特徴及び利点のすべてが、任意の単一の実施例に存在するべきであるとか、又はその中に存在していると示唆するわけではない。むしろ、特徴や利点に対して言及している表現は、ある実施例と関連して説明される特定の特徴、利点、又は特性が、少なくとも1つの実施例に含まれることを意味すると理解される。したがって、特徴、利点、及び本開示全体を通して使用される類似の表現に関する説明は、同一の実施例を指している場合があるが、必ずそうであるというわけではない。
ある実施例の記載された特徴、利点、及び特性は、他の1つ又は複数の実施例において任意の適切な態様で組み合わされてもよい。当業者であれば、本明細書に記載された実施例は、特定の実施例の具体的な特徴又は利点のうちの1つ又は複数がなくても実施しうることを認識するであろう。他の場合では、更なる特徴及び利点が、特定の実施例において認識されうるが、すべての実施例に存在しない場合がある。更に、装置100及び方法1000の様々な実施例が示され説明されてきたが、当業者であれば、本明細書を読むことで、修正例を想起することができるであろう。本願は、このような修正例を含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。
更に、本開示は、本開示の例示的な実施形態を定義する以下の列挙された条項を含む。
条項1.複合構造を処理する方法であって、
ツーリングアセンブリの第1の処理ツール及びツーリングアセンブリの第2の処理ツールを、第1の処理ツール及び第2の処理ツールが間隔を空けて配置される開放位置から、第1の処理ツール及び第2の処理ツールが互いにシールされ、かつ複合構造を支持するマンドレルツールにシールされる閉鎖位置まで、位置決めし、複合構造を囲む容器を形成することと、
複合構造を処理することと
を含む、方法。
ツーリングアセンブリの第1の処理ツール及びツーリングアセンブリの第2の処理ツールを、第1の処理ツール及び第2の処理ツールが間隔を空けて配置される開放位置から、第1の処理ツール及び第2の処理ツールが互いにシールされ、かつ複合構造を支持するマンドレルツールにシールされる閉鎖位置まで、位置決めし、複合構造を囲む容器を形成することと、
複合構造を処理することと
を含む、方法。
条項2.ツーリングアセンブリが開放位置にある状態で、マンドレルツールを、ツーリングアセンブリの第1の処理ツールと第2の処理ツールとの間に位置付けることを更に含む、条項1に記載の方法。
条項3.複合構造を処理することが、容器内に位置するガスを加圧することを含む、条項1又は2に記載の方法。
条項4.複合構造を処理することが、複合構造を囲む圧縮バギングとマンドレルツールとの間に真空を適用することを含む、条項1から3のいずれか一項に記載の方法。
条項5.複合構造を処理することが、
ツーリングアセンブリの第1の容器壁と第1の容器壁に結合された第1の適合膜との間に圧力を加えること、及び
マンドレルツールと第1の適合膜との間に真空を適用すること
のうちの少なくとも1つを含む、条項1から4のいずれか一項に記載の方法。
ツーリングアセンブリの第1の容器壁と第1の容器壁に結合された第1の適合膜との間に圧力を加えること、及び
マンドレルツールと第1の適合膜との間に真空を適用すること
のうちの少なくとも1つを含む、条項1から4のいずれか一項に記載の方法。
条項6.複合構造を処理することが、第1の適合膜に結合された第1の当て板を使用して、複合構造の一部を平滑化することを更に含む、条項5に記載の方法。
条項7.複合構造を処理することが、
ツーリングアセンブリの第2の容器壁と第2の容器壁に結合された第2の適合膜との間に圧力を加えること、及び
マンドレルツールと第2の適合膜との間に真空を適用すること
のうちの少なくとも1つを含む、条項1から6のいずれか一項に記載の方法。
ツーリングアセンブリの第2の容器壁と第2の容器壁に結合された第2の適合膜との間に圧力を加えること、及び
マンドレルツールと第2の適合膜との間に真空を適用すること
のうちの少なくとも1つを含む、条項1から6のいずれか一項に記載の方法。
条項8.複合構造を処理することが、第2の適合膜に結合された第2の当て板を使用して、複合構造の一部を平滑化することを更に含む、条項7に記載の方法。
条項9.複合構造を処理することが、ツーリングアセンブリ、容器内に位置するガス、及びマンドレルツールのうちの少なくとも1つを加熱して、複合構造を加熱することを含む、条項1から8のいずれか一項に記載の方法。
条項10.複合構造を処理することが、
ガスを加熱及び加圧すること、並びに
閉鎖位置において第1の処理ツールと第2の処理ツールとの間にガスを移送すること
のうちの少なくとも1つを含む、条項1から9のいずれか一項に記載の方法。
ガスを加熱及び加圧すること、並びに
閉鎖位置において第1の処理ツールと第2の処理ツールとの間にガスを移送すること
のうちの少なくとも1つを含む、条項1から9のいずれか一項に記載の方法。
条項11.
マンドレルツールを使用して、複合構造の内側モールドラインを成形することと、
ツーリングアセンブリを使用して、複合構造の外側モールドラインを成形することと
を更に含む、条項1から10のいずれか一項に記載の方法。
マンドレルツールを使用して、複合構造の内側モールドラインを成形することと、
ツーリングアセンブリを使用して、複合構造の外側モールドラインを成形することと
を更に含む、条項1から10のいずれか一項に記載の方法。
条項12.
マンドレルツールを使用して、複合構造の外側モールドラインを成形することと、
ツーリングアセンブリを使用して、複合構造の内側モールドラインを成形することと
を更に含む、条項1から11のいずれか一項に記載の方法。
マンドレルツールを使用して、複合構造の外側モールドラインを成形することと、
ツーリングアセンブリを使用して、複合構造の内側モールドラインを成形することと
を更に含む、条項1から11のいずれか一項に記載の方法。
条項13.
マンドレルツールが閉断面形状を含み、
該方法が、マンドレルツールによって形成された内部空間を加圧することを更に含む、条項1から12のいずれか一項に記載の方法。
マンドレルツールが閉断面形状を含み、
該方法が、マンドレルツールによって形成された内部空間を加圧することを更に含む、条項1から12のいずれか一項に記載の方法。
条項14.
マンドレルツールが第3の開断面形状を含み、
該方法が、マンドレルツールによって少なくとも部分的に形成された内部空間を加圧することを更に含む、条項1から13のいずれか一項に記載の方法。
マンドレルツールが第3の開断面形状を含み、
該方法が、マンドレルツールによって少なくとも部分的に形成された内部空間を加圧することを更に含む、条項1から13のいずれか一項に記載の方法。
条項15.複合構造を処理することが、圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造に加えることに応じて、複合構造をデバルクすることを含む、条項1から14のいずれか一項に記載の方法。
条項16.複合構造を処理することが、圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造に加えることに応じて、複合構造を硬化させることを含む、条項1から15のいずれか一項に記載の方法。
条項17.条項1から16のいずれか一項に記載の方法による航空機製造の一部。
条項18.オプションで条項1から17のいずれか一項による、複合構造を処理する方法であって、
第1の処理ツールを、複合構造を支持するマンドレルツールにシールすることと、
第2の処理ツールを、第1の処理ツール及びマンドレルツールにシールすることと、
第1の処理ツール、第2の処理ツール、及びマンドレルツールを用いて、複合構造を囲む容器を形成することと
を含む、方法。
第1の処理ツールを、複合構造を支持するマンドレルツールにシールすることと、
第2の処理ツールを、第1の処理ツール及びマンドレルツールにシールすることと、
第1の処理ツール、第2の処理ツール、及びマンドレルツールを用いて、複合構造を囲む容器を形成することと
を含む、方法。
条項19.
圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造に加えること
を更に含む、条項18に記載の方法。
圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造に加えること
を更に含む、条項18に記載の方法。
条項20.
第1の処理ツールの第1の容器壁と第1の容器壁に結合された第1の適合膜との間に、かつ第2の処理ツールの第2の容器壁と第2の容器壁に結合された第2の適合膜との間に、圧力を加えること、及び
マンドレルツールと第1の適合膜との間に、かつマンドレルツールと第2の適合膜との間に、真空を適用すること
のうちの少なくとも1つを更に含む、条項18又は19に記載の方法。
第1の処理ツールの第1の容器壁と第1の容器壁に結合された第1の適合膜との間に、かつ第2の処理ツールの第2の容器壁と第2の容器壁に結合された第2の適合膜との間に、圧力を加えること、及び
マンドレルツールと第1の適合膜との間に、かつマンドレルツールと第2の適合膜との間に、真空を適用すること
のうちの少なくとも1つを更に含む、条項18又は19に記載の方法。
条項21.第1の適合膜に結合された第1の当て板及び第2の適合膜に結合された第2の当て板を使用して、複合構造を平滑化することを更に含む、条項20に記載の方法。
条項22.条項18-21のいずれか一項に記載の方法による航空機製造の一部。
条項23.オプションで条項1-21のいずれか一項による、複合構造を処理する方法であって、
複合構造を支持するマンドレルツールを第2の処理ツール上に位置付けることと、
第1の処理ツールを第2の処理ツール及びマンドレルツールにシールすることと、
第1の処理ツール、第2の処理ツール、及びマンドレルツールを用いて、複合構造を囲む容器を形成することと
を含む、方法。
複合構造を支持するマンドレルツールを第2の処理ツール上に位置付けることと、
第1の処理ツールを第2の処理ツール及びマンドレルツールにシールすることと、
第1の処理ツール、第2の処理ツール、及びマンドレルツールを用いて、複合構造を囲む容器を形成することと
を含む、方法。
条項24.
圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造に加えること
を更に含む、条項23に記載の方法。
圧力及び熱のうちの少なくとも1つを複合構造に加えること
を更に含む、条項23に記載の方法。
条項25.
第1の処理ツールの第1の容器壁と第1の容器壁に結合された第1の適合膜との間に圧力を加えること、及び
マンドレルツールと第1の適合膜との間に真空を適用すること
のうちの少なくとも1つを含む、条項23又は24に記載の方法。
第1の処理ツールの第1の容器壁と第1の容器壁に結合された第1の適合膜との間に圧力を加えること、及び
マンドレルツールと第1の適合膜との間に真空を適用すること
のうちの少なくとも1つを含む、条項23又は24に記載の方法。
条項26.第1の適合膜に結合された第1の当て板を使用して、複合構造を平滑化することを更に含む、条項25に記載の方法。
条項27.条項23-26のいずれか一項に記載の方法による航空機製造の一部。
Claims (15)
- 複合構造(102)を処理する方法(1000)であって、
ツーリングアセンブリ(164)の第1の処理ツール(104)及び前記ツーリングアセンブリ(164)の第2の処理ツール(106)を、前記第1の処理ツール(104)及び前記第2の処理ツール(106)が間隔を空けて配置される開放位置(108)から、前記第1の処理ツール(104)及び前記第2の処理ツール(106)が互いにシールされ、かつ前記複合構造(102)を支持するマンドレルツール(112)にシールされる閉鎖位置(110)に、位置決めし、前記複合構造(102)を囲む容器(114)を形成することと、
前記複合構造(102)を処理することと
を含み、
前記複合構造(102)を処理することが、
前記ツーリングアセンブリ(164)の第1の容器壁(134)と前記第1の容器壁(134)に結合された第1の適合膜(136)との間に圧力を加えること、及び
前記マンドレルツール(112)と前記第1の適合膜(136)との間に真空を適用すること
のうちの少なくとも1つと、
前記ツーリングアセンブリ(164)の第2の容器壁(144)と前記第2の容器壁(144)に結合された第2の適合膜(146)との間に圧力を加えること、及び
前記マンドレルツール(112)と前記第2の適合膜(146)との間に真空を適用すること
のうちの少なくとも1つと
を含む、方法(1000)。 - 前記ツーリングアセンブリ(164)が前記開放位置(108)にある状態で、前記ツーリングアセンブリ(164)の前記第1の処理ツール(104)と前記第2の処理ツール(106)との間に前記マンドレルツール(112)を位置付けること
を更に含む、請求項1に記載の方法(1000)。 - 前記複合構造(102)を処理することが、前記容器(114)内に位置するガス(118)を加圧することを含む、請求項1又は2に記載の方法(1000)。
- 前記複合構造(102)を処理することが、前記複合構造(102)を囲む圧縮バギング(162)と前記マンドレルツール(112)との間に真空を適用することを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法(1000)。
- 前記複合構造(102)を処理することが、前記第1の適合膜(136)に結合された第1の当て板(142)を使用して、前記複合構造(102)の一部を平滑化することを更に含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法(1000)。
- 前記複合構造(102)を処理することが、前記第2の適合膜(146)に結合された第2の当て板(148)を使用して、前記複合構造(102)の一部を平滑化することを更に含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法(1000)。
- 前記複合構造(102)を処理することが、前記ツーリングアセンブリ(164)、前記容器(114)内に位置するガス(118)、及び前記マンドレルツール(112)のうちの少なくとも1つを加熱し、前記複合構造(102)を加熱することを含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法(1000)。
- 前記複合構造(102)を処理することが、
ガス(118)を加熱すること及び加圧することのうちの少なくとも1つと、
前記閉鎖位置(110)において、前記第1の処理ツール(104)と前記第2の処理ツール(106)との間に前記ガス(118)を移送することと
を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法(1000)。 - 前記マンドレルツール(112)を使用して、前記複合構造(102)の内側モールドライン(190)を成形することと、
前記ツーリングアセンブリ(164)を使用して、前記複合構造(102)の外側モールドライン(192)を成形することと
を更に含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法(1000)。 - 前記マンドレルツール(112)を使用して、前記複合構造(102)の外側モールドライン(192)を成形することと、
前記ツーリングアセンブリ(164)を使用して、前記複合構造(102)の内側モールドライン(190)を成形することと
を更に含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法(1000)。 - 前記マンドレルツール(112)が閉断面形状(182)を含み、
前記方法(1000)が、前記マンドレルツール(112)によって形成された内側空間(160)を加圧することを更に含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法(1000)。 - 前記マンドレルツール(112)が開断面形状(186)を含み、
前記方法(1000)が、前記マンドレルツール(112)によって少なくとも部分的に形成された内側空間(160)を加圧することを更に含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法(1000)。 - 前記複合構造(102)を処理することが、圧力及び熱の少なくとも1つを前記複合構造(102)に加えることに応じて、前記複合構造(102)をデバルクすることを含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法(1000)。
- 前記複合構造(102)を処理することが、圧力及び熱の少なくとも1つを前記複合構造(102)に加えることに応じて、前記複合構造(102)を硬化させることを含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法(1000)。
- 前記複合構造(102)を処理することが、圧密圧力を前記複合構造(102)に加えることに応じて、前記複合構造(102)を圧縮することを含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法(1000)。
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