JP2022095538A - 複合材プリフォーム組立方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】航空機の一部分のためのプリフォームを作製する方法およびシステムを提供する。【解決手段】方法は、繊維強化材料の広幅物のシートを獲得することと、シートを切り抜いて、境界を有するレイアップ片を形成することと、境界を位置合わせすることと、レイアップ片をレイアップパターンに並べて、プライを形成することと、レイアップパターンをレイアップマンドレル上に移送する配置工程を実施することと、レイアップマンドレルの輪郭に合うように、レイアップパターンを成形することと、を含む。【選択図】なし

Description

本開示は、製造の分野に関し、具体的には、航空機の製造に関する。

航空機の機械的構造は機体と呼ばれる。機体自体は、ストリンガ、スパー、外板、及びフレームといった、一緒に組み立てられると航空機の構造を定める別々の構成要素から作られる。個々の航空機は、複数の構成要素から作製されうる。現在、機体の構成要素は、多大な労力を要する手動でのレイアッププロセスを含む方法を介して、又は、作製される機体構成要素の輪郭を横切りながらシングルヘッドを利用してレイアップを行う自動繊維配置（ＡＦＰ：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）機を動かすことによって、作製されている。機体構成要素は、この作業が実施される間は、据え付けられたセル内に留まったままである。

したがって、上記の問題の少なくとも一部だけでなく起こりうる他の問題も考慮した、方法及び装置を有することができれば、それが望ましい。

国際公開第２０１５／１５２３３１号の要約には、以下のように記載されている。即ち、「プリプレグシートの積層体を製造するためのリプレグシート積層装置であって、複数のプリプレグシートが積層され、１の層におけるプリプレグシートは、他の層におけるプリプレグシートとは繊維方向が異なるように積層されるリプレグシート積層装置。本装置には、プリプレグベース生地が移動させられる主移送路と、プリプレグベース生地を、設定された角度で幅方向に切断することによって、プリプレグカットシートを形成するプリプレグカットシート形成ユニットと、形成されたプリプレグカットシートを、主移送路上を移動するプリプレグベース生地上に転送し、プリプレグカットシートの繊維方向を設定方向に設定しながら、プリプレグカットシートをプリプレグベース生地上にセットする転送ハンドと、プリプレグベース生地と、その上にセットされたプリプレグカットシートと、を溶接する溶接ユニットと、が具備されている」。

欧州特許出願公開第３／４０６４３１号の要約には、以下のように記載されている。即ち、「積層体をレイアップするためのシステム及び方法が提供される。一実施形態は、繊維強化材料の多層積層体を、以下のことによって、即ち、繊維強化材料のテープを、当該テープを切片に切断するテープカッタに供給することと、ピックアンドプレース装置を介して、繊維強化材料の切片を、移動方向に連なる複数の積層ユニットのそれぞれにおいて獲得することと、ピックアンドプレース装置を介して繊維強化材料の切片を配置して、表面として積層体を形成することと、によって、表面上にレイアップすることを含む方法であって、積層ユニットが、互いに対して位置を変更し、複数の切片が同時にレイアップされる、方法である」。

米国特許出願公開第２００９／１４８６４７号の要約には、以下のように記載されている。即ち、「大型の複合材構造が、複数の複合材積層モジュールを形成することと、嵌め合わせ継ぎを用いて、当該モジュールの端部同士を繋ぐことによって、作製される」。

Ｂｕｃｋｉｎｇｈａｍ、Ｒ．Ｏ．＆Ｎｅｗｅｌｌ、Ｇ．Ｃら著の「Ａｕｔｏｍａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｂｒｏａｄｇｏｏｄｓ． Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ Ｐａｒｔ Ａ：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ、２７（３）」（１９９６年）、１９１～２００頁の要約には、以下のように記載されている。即ち、「作業は、「Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｏｆ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ａｓｓｕｒａｎｃｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」と題した、３年間の欧州委員会の調査及び開発契約の元で完成した」。本稿には、作業を実施した理由、最終結果を形成した主な推進者、研究の主要分野、及び、採用された技術的解決案が、システムの説明、実施された試験、並びに、成果の検討及び将来的な意見と共に記載されている。標準ロールからプリプレグ材料を取り、バッキングシートの除去、視認による検査、切断、ハンドリング、レイアップ、及び硬化を介して、二重に湾曲した多層の構成要素を形成する機械が構築された。本システムは、工学的問題が乗り越えられないものではなく、適切な製品を念頭に置いて、半自動化されたシステムが、許容可能な価格のために必要な品質及び生産性を提供しうることを実証した」。欧州特許出願公開第３／１０６２８０号の要約は、「複合材構造製造システム及び方法」について記載している。「本システムは、複数のプライキャリアであって、各プライキャリアが少なくとも１つのプライセグメントを支持するよう構成された複数のプライキャリアと、複合構造の表面輪郭を定めるように成形された細長いプライ形成面を画定する細長い成形マンドレルと、を含む。本システムは更に、選択されたプライキャリアを、プライ敷設エリアから中間位置まで選択的に搬送するよう構成されたキャリア移送装置と、細長いプライ形成面の選択された部分上の、選択されたプライキャリア及び対応するプライセグメントを変形させるよう構成された成形機と、を含む。成形機は更に、選択されたプライキャリアを対応するプライセグメントから離して、選択されたプライキャリアをキャリア移送装置に戻すよう構成される。本方法は、システムを操作する方法を含む」。

国際公開第２０１７／００５７７０号の要約には、以下のように記載されている。即ち、「本発明は、エンドエフェクタと、操作システムに割り当てられた制御部と、を備えた操作システムを用いて、飛行機の繊維金属積層要素を製造する方法に関し、ここでは、少なくとも１つの金属層と少なくとも１つの未硬化の繊維層とが、操作システムによって積層シーケンスにおいて、モールド内で互いに重ね合わせられており、各積層サイクルが、積層シーケンスに従って各供給スタックから金属層又は繊維層を持ち上げることと、上記層をモールドに移送することと、積層シーケンスに従って、モールド内の堆積表面に上記層を配置することと、このように配置された層を、堆積表面上に堆積させることと、を含む。供給スタックから持ち上げられた後で、かつ堆積表面上に堆積される前に、積層される層が、当該層の形状を堆積表面の形状に対して調整させるように、エンドエフェクタによって変形されることが提案される」。

米国特許出願公開第２０１４／３６７０３７号の要約は、「可撓性材料転送装置、可撓性材料転送装置を含む可撓性真空圧縮装置、可撓性真空圧縮装置を含む可撓性真空チャック、及び、これらを含むシステム及び方法」について記載している。「可撓性材料転送装置は、格納配置と展開配置の間で選択的に、かつ繰り返し遷移するよう構成された可撓性基板を含む。可撓性基板は、材料接触表面を画定し、この材料接触表面は、複合材料の電荷と接触し、複合材料の電荷に選択的及び動作可能にくっ付くよう構成されている。可撓性基板は、複数の保持導管であって、材料接触表面により少なくとも部分的に画定され、材料接触表面に適用される保持真空を有するよう構成された上記保持導管をさらに画定する。可撓性材料転送装置が、複数の保持導管と真空元との間の流体連通を提供する保持マニフォールドをさらに含む」。

米国特許出願公開第２０１８／２２２０６０号の要約には、以下のように記載されている。即ち、「材料のプライを運ぶためのシステム及び方法が提供される。一実施形態は、ロボットのエンドエフェクタを含む装置である。本装置は、フレームと、当該フレームに取り付けられた固定カップアセンブリと、を備える。固定カップアセンブリは、プライを保持するための吸着カップと、空気配管と、吸着カップと結合しており、空気配管を収容するシャフトであって、吸着カップが垂直方向に移動することを可能とするシャフトと、を備える。本装置は、浮動カップアセンブリも備える。各浮動カップアセンブリは、ベルヌーリ（Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ）カップと、ベルヌーリカップに、陽圧が掛かったガスを印可する空気配管と、シャフトであって、ベルヌーリカップに結合しており、空気配管を収容し、表面と一致するようにベルヌーリカップが当該シャフトの末端の周りを枢動することを可能とするシャフトと、を備える。

本明細書に記載の実施形態は、繊維強化された広幅物を用いた、機体構成要素の組み立てライン製造を提供する。翼外板、胴体外板等に対応するレイアップパターン（１つ以上のプライを含む）を迅速に準備するために、広幅物が、複数のステーションを介して同期を取って切断され、回転させられて伝達される。その後、レイアップパターンは持ち上げられ、レイアップマンドレル上に配置されて、圧縮される。十分な数のレイアップパターンが付加された後に、得られたプリフォームは硬化させられて、複合材部品となる。

航空機の一部分のためのプリフォームを作製する方法が開示される。本方法は、繊維強化材料の広幅物のシートを獲得することと、シートを切り抜いて、境界を有するレイアップ片を形成することと、境界を位置合わせすることと、レイアップ片をレイアップパターンに並べて、プライを形成することと、レイアップパターンをレイアップマンドレル上に移送する配置工程を実施することと、レイアップマンドレルの輪郭に合うように、レイアップパターンを成形することと、を含む。追加的又は代替的に、本方法は、複合材構造をゾーンに分割することと、ゾーンのそれぞれのためにレイアップ片を作製することと、レイアップ片をレイアップパターンに並べることと、キャリアを介してレイアップパターンへとレイアップマンドレルを移送することと、レイアップパターンをレイアップマンドレル上に圧縮することと、を含む。当業者には、この方法を、本段落の前述の方法から独立して実施しうることも分かるであろう。任意選択的に、各レイアップ片が、レイアップパターンの１ゾーンを占める。任意選択的に、本方法は、レイアップパターンの端部を、当該端部がレイアップマンドレルのための別のレイアップパターンに対して互い違いになるように、レイアップマンドレル上に配置することを含む。任意選択的に、レイアップパターンを移送することは、ピックアンドプレース（ＰＮＰ：Ｐｉｃｋ ａｎｄ Ｐｌａｃｅ）ステーションを操作することを含む。任意選択的に、レイアップ片をレイアップパターンに並べることは、レイアップ片を翼外板の形状に並べることを含む。任意選択的に、レイアップ片をレイアップパターンに並べることは、レイアップ片を胴体外板の形状に並べることを含む。任意選択的に、作製すること、並べること、移送すること、及び圧縮することが、タクトタイムに従って実施される。任意選択的に、タクトタイムが、１つ以上の供給線と同期している。任意選択的に、タクトタイムが、１つ以上の供給線とは別個のものである。任意選択的に、本方法は、追加のレイアップパターンをレイアップマンドレル上に圧縮することをさらに含む。任意選択的に、追加のレイアップパターンが、レイアップパターンと互い違いになった継ぎ目を形成する。任意選択的に、本方法は、プリフォームがレイアップマンドレルにおいて完成するまで、分割すること、作製すること、並べること、移送すること、及び圧縮することを反復的に行うことをさらに含む。

航空機の一部分のプリフォームを作製するためのシステムも開示される。本システムは、幅広繊維強化材料のシートを獲得し、当該シートを切り抜いて、境界を有する複数のレイアップ片を形成する広幅物ステーションと、境界を位置合わせする回転台と、回転台からのレイアップ片をレイアップパターンで保持するシャトルと、レイアップパターンをレイアップマンドレル上に移し、レイアップマンドレルの輪郭と合うようにレイアップパターンを成形するシャトルと、を備える。

他の例示的な実施形態（例えば、上述の実施形態に関する方法及びコンピュータ可読媒体）については、以下で説明されうる。検討してきた特徴、機能及び利点は、様々な実施形態において個別に実現可能であり、又は、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解され得る、さらに別の実施形態において組み合わされてもよい。

ここで、本開示のいくつかの実施形態を、例示としてのみ、添付図面を参照して説明する。全ての図面において、同じ参照番号は同じ要素または同じタイプの要素を表す。

例示的な実施形態における、広幅物から機体構成要素を作製するための組み立てラインを示す。 例示的な実施形態における、広幅物から機体構成要素を作製するための組み立てラインを示す。 例示的な実施形態における、広幅物から機体構成要素を作製するための組み立てラインを示す。 例示的な実施形態における、広幅物から機体構成要素を作製するための組み立てラインを示す。 例示的な実施形態における、広幅物から機体構成要素を作製するための組み立てラインを示す。 例示的な実施形態における、広幅物から機体構成要素を作製するための組み立てラインを示す。 例示的な実施形態における、広幅物から機体構成要素を作製するための組み立てラインを示す。 例示的な実施形態における、組み立てラインのためのフロー構成を示す。 例示的な実施形態における、組み立てラインのためのフロー構成を示す。 例示的な実施形態における、組み立てラインのためのフロー構成を示す。 例示的な実施形態における、組み立てラインのためのフロー構成を示す。 例示的な実施形態におけるレイアップパターンを示す。 例示的な実施形態におけるレイアップパターンを示す。 例示的な実施形態における、広幅物から航空機構成要素を作製する方法を示すフローチャートである。 例示的な実施形態における、広幅物から航空機構成要素を作製する方法を示すフローチャートである。 例示的な実施形態における、均一な幅のセグメントへの機体構成要素のセグメント化を示す図である。 例示的な実施形態における、広幅物のシートをレイアップ片のための所望の形状に切り抜く切断ステーションを含む。を示す図である。 例示的な実施形態における、広幅物のシートをレイアップ片のための所望の形状に切り抜く切断ステーションを示す図である。 例示的な実施形態における、広幅物のシートをレイアップ片のための所望の形状に切り抜く切断ステーションを示す図である。 例示的な実施形態における、広幅物のシートをレイアップ片のための所望の形状に切り抜く切断ステーションを示す図である。 例示的な実施形態における、広幅物のシートから切り取るために配置されたレイアップ片を示す。 例示的な実施形態における、レイアップ片から形成された一連のレイアップパターンを示す。 例示的な実施形態における、胴体外板のハーフバレル区分のためのレイアップマンドレルの様々な外周部上に複数のレイアップパターンを配置するピックアンドプレース（ＰＮＰ）ステーションを示す。 例示的な実施形態における、組み立てラインにおける同期された工程を示す図である。 例示的な実施形態における、胴体区分のプリフォームのための組み立てラインを示す。 例示的な実施形態における、航空機の製造及び保守方法のフロー図である。 例示的な実施形態における、航空機のブロック図である。

図及び以下の説明により、本開示の具体的かつ例示的な実施形態が提供される。従って、当業者は、本明細書で明示的に記載又は図示されない様々な構成を考案して本開示の原理を具体的に実現することができるが、それらは本開示の範囲に含まれることを理解されたい。さらに、本明細書に記載のいかなる実施例も、本開示の原則の理解に資するためのものであり、具体的に列挙された実施例及び諸条件に限定されないものとして解釈されるべきである。結果として、本開示は、以下に記載する特定の実施形態又は実施例に限定されないが、特許請求の範囲によって限定される。

炭素繊維強化ポリマー（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ）部品といった複合材部品は最初に、プリフォームと総称される多層にレイアップされる。プリフォームの各プライにおける個々の繊維は、互いに平行に揃えられているが、得られる複合材部品の強度を、異なる次元に沿って高めるために、様々な層が様々な繊維配向を示す。プリフォームは、プリフォームを硬化させて（例えば航空機で使用される）複合材部品にするために、凝固する粘性樹脂を含む。未硬化の熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂で含浸された炭素繊維は、「プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）」と称される。他の種類の炭素繊維には、熱硬化性樹脂が含浸されていないが粘着付与剤又は接合剤（ｂｉｎｄｅｒ）を含みうる「乾燥繊維（ｄｒｙ ｆｉｂｅｒ）」が含まれる。乾燥繊維には、硬化前に樹脂が注入される。熱硬化性樹脂に関しては、固化することは硬化と称される一方向の処理であるが、熱可塑性樹脂に関しては、樹脂は再加熱されると粘性のある形態になり、その後、所望の形状に固められて凝固しうる。本明細書では、プリフォームを最終的な固化形状に遷移させる（即ちプリフォームを複合材部品に遷移させる）プロセスのための包括的な用語は、「固化（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）」と称され、この用語は、熱硬化性プリフォームの硬化と、最終的な所望の形状への可逆性プリフォームの形成／凝固と、の双方を包含する。

図１～図７は、例示的な実施形態における、広幅物から機体構成要素を作製するための組み立てライン１００を示す。図１では、組み立てライン１００が、広幅物ステーション１１０を含むものとして示されており、広幅物ステーション１１０は、共通の幅Ｗを有する繊維強化材料の広幅物のロール１３０から、レイアップ片１１６－１～１１６－６（総称は「レイアップ片１１６」）を切り抜く／切り取る。即ち、広幅物ステーション１１０は、繊維強化材料の広幅物１１８－１のシート１１８を獲得し、シート１１８を切り抜いて（例えば、シート１１８に対するカットを適用して）、複数のレイアップ片１１６－１～１１６－６（「レイアップ片１１６」としても総称される）を形成する。

レイアップ片１１６が切り抜かれる広幅物材料のシート１１８は、ロール１３０の長さに沿って進む一連の連続的な繊維を含みうる。シート１１８からピースを切り抜いて、当該ピースを所望の角度（例えば、翼の前縁角度及び後縁角度）に対して回転させることで、様々な繊維角度のレイアップ片１１６が作製される。

本実施形態において、レイアップ片１１６－１～１１６－６のための第１のストレートカット１１３が、第１の切断ステーション１１２によって、繊維強化材料の広幅物１１８－１のシート１１８から行われる。６個のレイアップ片１１６－１～１１６－６が示されているが、実施形態は、より多く又は少ないレイアップ片（１１６）を有しうる。レイアップ片１１６の数は、プライ１７５からプライ１７５へと変わりうる。第２の切断ステーション１１４が、レイアップ片１１６のための第２のストレートカット１１５を行うが、その際に、レイアップ片１１６を回転させる必要はない。レイアップ片１１６が回転台１５０又は他の配向ステーションへと進められ、そこで、レイアップ片１１６が回転させられて、シャトル１７０における配置位置１７２と位置合わせされる（１５７）。回転台１５０は、複数のレイアップ片１１６を回転させる。

隣り合うレイアップ片１１６の間で共有される境界１１９は、回転台１５０によって同じ角度に配向される（即ち、結果的に、隙間なく当接し又は重なり合う）。一実施形態において、広幅物ステーション１１０は、レイアップ片１１６が共有される前縁１９５角度及び共有される後縁１９７角度を示すように、シート１１８を切り抜き、回転台１５０が、共通の角度に対してレイアップ片（１１６）の前縁１９５を配向することで、レイアップ片１１６を回転させる。同様に、他の実施形態において、広幅物ステーション１１０は、レイアップ片１１６が共有される前縁１９５角度及び共有される後縁１９７角度を示すように、シート１１８を切り抜き、回転台１５０が、共通の角度に対してレイアップ片（１１６）の後縁１９７を配向することで、レイアップ片１１６を回転させる。

レイアップ片１１６が、組み立てライン１００によって、プリフォーム１９４のためのレイアップパターン１７４に並べられる。例えば、レイアップ片１１６－１～１１６－６は、レイアップ片１１６の境界１１９が互いに相補的である（即ち、隙間なく互いに揃い又は重なり合う）レイアップパターン１７４に、並べられることが可能である。レイアップパターン１７４は、レイアップ片１１６から形成された１つ以上のプライ１７５を含みうる。別の言い方をすると、別個のレイアップ片１１６が並べられて１つ以上のプライ１７５となり、これにより、後続のプライ１７５が追加されると、レイアップ片１１６がプリフォーム１９４を形成する。

レイアップパターン１７４が一緒に配置されてプリフォーム１９４を形成する。完全に作製されたときには、プリフォーム１９４は、複数のレイアップパターン１７４及び／又は個別に成形されたレイアップ片１１６を含む。隣り合うプライ１７５の間、及び／又は隣接するレイアップパターン１７４の間には、互い違いになった継ぎ目（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ ｓｐｌｉｃｅ）１７７が形成される。互い違いになった継ぎ目１７７は、硬化された後のプリフォーム１９４のレジリエンスを向上させる。継ぎ目１７７は、当接した状態の継ぎ目、重ね合わされた継ぎ目、及び／又は嵌め合わせ継ぎを含みうる。

別の言い方をすれば、レイアップ片１１６及びレイアップパターン１７４は、別々の位置で形成されて、プリフォーム１９４及び／又はレイアップマンドレル１９０へと運ばれ、そこで、上記要素が、プリフォーム１９４に寄与するように当接させられ／継ぎ合わされて、隣り合う要素となる。プリフォーム１９４が完全に形成されるまで、複数のプライ１７５が、このようなやり方で、互い違いになった継ぎ目１７７を用いて、反復的に形成され、結果的に、ゾーン単位の積層の一形態が得られる。従って、一実施形態において、組み立てライン１００における配置工程が、レイアップマンドレル１９０に配置されたレイアップパターン１７４のレイアップ片１１６と、他のレイアップパターン１７４のレイアップ片１１６と、の間の互い違いになった継ぎ目１７７を形成する。

上述したように、本実施形態において、レイアップ片１１６は、プリフォーム１９４の前縁１９５から後縁１９７へと延在している。しかしながら、このような構成が普遍的に必要とされているわけではない。一実施形態において、レイアップ片１１６－１～１１６－６は、前縁１９５又は後縁１９７が一致しておらず、隣のレイアップ片１１６－１～１１６－６に当接している。このような構成では、レイアップパターン１７４のレイアップ片１１６－１～１１６－６は、きっちりと隣合って配置されていないが、前方又は後方に延在するパターン（例えば、前縁１９５若しくは後縁１９７へと延在するパターン又はその逆のパターン）、及び、翼長方向に内側末端の付け根から外側末端の先端へと延在するパターンを形成するようにも、配置されている。

上述の工程によって、マンドレル１９０において翼外板（例えば、図９の翼外板９００）を作製するための供給線１９１のための入力が提供される。一実施形態において、レイアップ片１１６及びレイアップパターン１７４の配置が、ジャスト・イン・タイム（ＪＩＴ：Ｊｕｓｔ Ｉｎ Ｔｉｍｅ）方式で、供給線１９１に提供され、これにより、レイアップパターン１７４が短期間で、例えば、次のレイアップパターンを受け取る態勢が整っている供給線１９１の数十秒内又は１分より短い時間で、受け取られる。

本実施形態において、広幅物ステーション１１０に加えて、組み立てライン１００は、小片ステーション１２０、及びトウ（繊維束）ピース（ｔｏｗ－ｐｉｅｃｅ）ステーション１４０を含む。実施形態及び設計に従って、小片ステーション１２０又はトウピースステーション１４０は、翼のための様々な量の材料を提供することができ、双方が、翼、胴体区分、又は複合材構造のための大部分の材料を提供することが可能である。小片ステーション１２０は、（例えば、レーザカッタ、数値制御（ＮＣ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）プログラムに従って動く移動ブレード、ハンドツールを持った技術者などを利用して）動的カッタステーション１２２を操作し、広幅物材料のロール１３０からレイアップ片１２６を切り抜き及び／又は切り取って、台１２４上に配置する。レイアップ片１２６のどの寸法も、ロール１３０の幅とは等しくなく、従って、ロール１３０の幅全体に亘る２回のストレートカットから、レイアップ片１２６を作製することができない。動的カッタステーション１２２は、自動化された又は手動によるレイアップ技術を介して、この形状のレイアップ片に対処する。トウピースステーション１４０は、ロール１４２に蓄えられた繊維強化材料の複数のトウ（繊維束）（ｔｏｗ）１４４から、当該トウ１４４を台１４６上に供給することによって、レイアップ片１４８を作製する。ロール１４２が所定の長さに切断されて、その後台１４６上に供給され、その後、（例えば、手動で又は自動的に）小片ステーション１２０に移送されうる。

レイアップ片１１６－１～１１６－６、１２６、及び／又は１４８は、フレーム１５２に沿って摺動するキャリア１５４を介して、回転台１５０からシャトル１７０へと移送される。キャリア１５４は、ピックアンドプレース（ＰＮＰ：Ｐｉｃｋ ａｎｄ Ｐｌａｃｅ）ステーション、支援されたステーション、又は手動ステーションといった配置ステーション１５５として稼働し、例えば、ポリカーボネート樹脂による熱可塑性フィルム（例えば、ＬＥＸＡＮ（登録商標）ブランドのポリカーボネートフィルム）、又は、他の可撓性材料１５５－１であって、レイアップ片１１６をそれに対して制御可能に保持するために真空を適用する間にレイアップ片１１６になじむ他の可撓性材料１５５－１を含みうる。ピックアンドプレースのための真空／吸着の使用は、当業者には既に知られている任意の適切なやり方で行われうる。

シャトル１７０は、回転台１５０からのレイアップ片を、レイアップパターン１７４において保持する。レイアップパターン１７４のための全てのレイアップ片１１６が敷設されると、シャトル１７０が軌道１６０に沿って駆動される。レイアップパターン１７４は、製造されている複合材部品（例えば、図９の翼外板９００）の一部分の形状を形成する。例えば、レイアップパターン１７４は、翼外板（例えば、図９の翼外板９００）又は胴体外板（例えば、図１８の胴体外板１８５２）の形状を形成しうる。一実施形態において、レイアップパターン１７４が、繊維強化材料の複数のプライを含む。

レイアップパターン１７４は、固化すると複合材部品となるプリフォームのための単一層若しくは単一のプライ列として、又は、当該プリフォームについて定められた、任意の数の重なっていないプライ列として実現されうる。一実施形態において、技術者又は自動化されたシステムが、その後、レイアップパターン１７４からバッキング材を取り除く。更なる実施形態において、追加の工程に進む前に、後続の層が先に記載したやり方で追加される。

本明細書で述べる工程はいずれも、構成要素が自身の長さより短い分だけ前に進められた後に一時停止するマイクロパルスの（ｍｉｃｒｏ ｐｕｌｓｅｄ）方式、構成要素が少なくとも自身の長さの分だけ前に進められた後に一時停止するフルパルスの（ｆｕｌｌ ｐｕｌｓｅｄ）方式、又は、連続的に移動する方式により実現されうる。一実施形態において、広幅物の複数のシート１１８が、前縁から後縁へと延在するレイアップ片１１６－１～１１６－６を形成するために使用される。従って、幾つかの実施形態では、各レイアップパターン１７４が、複数列のレイアップ片１１６－１～１１６－６を含む。

レイアップパターン１７４は、フレーム１８２に取り付けられたキャリア１８０を介して、シャトル１７０からレイアップマンドレル１９０に転送され、レイアップパターン１７４が圧縮されて定位置に収められる。キャリア１８０は、キャリア１５４と同様のやり方で稼働しうる。一実施形態において、キャリア１８０はしたがって、レイアップパターン１７４をレイアップマンドレル１９０（図４）上へと移送しレイアップマンドレル１９０の輪郭１９２に合うようにレイアップパターン１７４を成形するピックアンドプレース（ＰＮＰ）機として稼働する。一実施形態において、レイアップパターンを成形することは、キャリア１８０及びフレーム１８２を含む配置ステーション１８１－１（例えば、ＰＮＰステーション１８１）を介して、レイアップパターン１７４に真空（例えば、レイアップパターン１７４を形成するために必要とされる負荷）を適用することを含む。

更なる実施形態において、シート１１８が、パルス単位で送られ（ｐｕｌｓｅｄ）一時停止して、組み立てライン１００を通って周期的に前に進む。組み立てライン１００のステーションは、レイアップ片１１６が静止している一時停止の間には、同期を取って作業を実施し、レイアップ片１１６が移動させられるパルス（ｐｕｌｓｅ）の間には、同期を取って作業を実施することを抑制する。

更なる実施形態において、追加のキャリア１５４及び１８０が、翼外板のためのスパーランド領域及びリブランド領域、ドア外周部及び窓外周部、後部パッドアップ（ａｆｔ ｐａｄ－ｕｐ）、並びにその他といった構成要素のためのプライ積層体を、レイアップマンドレル１９０上に別々に配置し、これらの構成要素を圧縮して定位置に収めるために利用される。

十分な数のレイアップパターン１７４（例えば、複数の繊維配向のそれぞれのための複数のレイアップパターン）が配置されて、レイアップマンドレル１９０の輪郭１９２上に圧縮された後で、プリフォーム１９４が完成する。レイアップマンドレル１９０は、その後、追加の処理を受けるために組み立てライン１００を出る。次いで、新しいレイアップマンドレル１９０が、先のレイアップマンドレル１９０の場所に入る。一実施形態において、各レイアップマンドレル１９０が、レイアップマンドレル１９０が対象とする複合材部品の種類を示す識別子（例えば、図４のＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）チップ、バーコード等１９０－１）を含む。この識別子を読み込むことによって、組み立てライン１００のコントローラは、レイアップマンドレル１９０が、予期される設計と一致していることを確認することが可能である。

コントローラ１９９は、複合材部品のためのプリフォーム１９４を迅速かつ効率の良いやり方で作製するために、先に記載の様々な構成要素を、しばしば同期を取って操作する。一実施形態において、コントローラ１９９は、カスタム回路として、メモリに格納された命令を実行するハードウェアプロセッサとして、又はこれらの何らかの組み合わせとして実現されうる。

更なる実施形態において、組み立てライン１００が、様々な部品及び様々なモデルの航空機のためのプリフォームを作製するために、同じ又は同様の大きさの広幅物を利用する。例えば、組み立てライン１００は、翼外板、スパー、ストリンガ、胴体外板等のためのプリフォームを形成するために適合されうる。このような実施形態において、使用される特定のキャリアが、製造されている特定の製品のために適合されたキャリアと取り換えられる。

図２では、回転台１５０で回転させられて位置合わせされたレイアップ片１１６が、キャリア１５４を介して、シャトル１７０における配置位置１７２に移送される。その間に、次のレイアップ片１１６が回転台１５０上に配置され、カット１１７が、他のレイアップ片１１６において行われる。図３では、次のレイアップ片１１６が回転されてしまっており、キャリア１５４が、次のレイアップ片１１６を獲得してシャトル１７０へと移送するために、回転台１５０の上を移動させられしまっている。翼外板のためのプリフォーム１９４が１つだけ示されているが、回転台１５０は、左翼外板及び右翼外板、上方翼外板及び下方翼外板等のための適切な配向へのレイアップ片１１６の回転を可能とする。従って、１つの組み立てライン１００が、４個の別々の種類の翼パネル、及び／又は、他のモデルのための翼パネルを作製するために利用することが可能である。

図４では、１つ以上の層、例えば繊維強化材料の１又は２～４つプライ１７５含むレイアップパターン１７４が、シャトル１７０上に配置されている。各プライは、当該プライを一貫して１つの配向において、隣接するプライと異なる配向又は同じ配向で繊維強化を有する。２～４つの層のそれぞれが、継ぎ合わされて隣接する２～４つの層となる必要がある。一実施形態において、レイアップパターン１７４の様々な層におけるレイアップ片１１６の境界１１９が互い違いになっており（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）、交差しており、又はそうでなければ、複数の隣接する層に亘って境界１１９が積み重ならないように、隣接する層に対して配置される。シャトル１７０は、当該シャトル１７０がキャリア１８０を収容するために配置されるまで、レイアップパターン１７４を軌道１６０に沿って運ぶ。図５では、キャリア１８０が、レイアップパターン１７４の上を移動させられ、真空結合を介してレイアップパターン１７４を持ち上げる。図６では、レイアップパターン１７４がレイアップマンドレル１９０の上に配置されるまで、キャリア１８０がフレーム１８２に沿って移動する。キャリア１８０はその後、レイアップパターン１７４への真空結合を解消し、別の真空を適用してレイアップパターン１７４をレイアップマンドレル１９０上で圧縮して定位置に収める。更なる実施形態において、キャリア１８０からレイアップパターン１７４を遠ざけてレイアップマンドレル１９０上に押すために、陽圧が掛かった気流がキャリア１８０から供給される。図７では、シャトル１７０が初期ポジション７００に戻され、プリフォーム１９４を形成する１つ以上のレイアップパターン１７４を受け取ったレイアップマンドレル１９０がその後、オートクレーブ（図示せず）又は固化のための同様の装置の前に、次のプロセスへと進められる。固化の後で、余剰製造部分を、残りの余剰製造部分上のインデキシング（位置合わせ）特徴を残して部分的に切り落とすことが可能であり、又は、得られる複合材部品から完全に切り落とすことが可能である。上記トリミングは組み立ての前に、前縁及び後縁を最終的に仕上げるための組み立て後に最終的なトリミングが必要とならない精度により、行われる。即ち、レイアップ片１１６－１～１１６－６は、得られるプライ１７５が所望の最終的なパネル寸法を実現するために外周部のトリミングを必要としない十分な精度により、切り取られて配置される。

図７Ａ～図７Ｄは、例示的な実施形態における、組み立てラインのためのフロー構成を示している。上記構成のそれぞれは、広幅物から機体構成要素を作製するための複数の組み立てライン（例えば、組み立てライン１００又は広幅物積層ステーション１５１）の代替的な構成を示している。広幅物積層ステーション１５１（図１に図示）は、広幅物からプリフォームを作製するための、広幅物ステーション１１０、回転台１５０又は他の配向ステーション、並びに、配置ステーション１５５及び１８１－１を示している。図７Ａ～図７Ｄにおける複数の広幅物積層ステーションのそれぞれでは、作業がレイアップマンドレルにおいて実施される。

図７Ａを参照すると、一例において、ループ２６９に沿って配置された広幅物積層ステーション７０１－１～７０１－８を含む組み立てライン７１０が示されており、広幅物積層ステーション７０１－１～７０１－８は、「ステーション７０１」と総称される。ステーション７０１は、方向７１８を介して入ってマイクロパルスの方式、フルパルスの方式、又は連続的な方式によりループ２６９に配置されたステーション７０１に沿って進むレイアップマンドレル７１９に対して、作業を実施する。本例では、上方翼外板パネル及び下方翼外板パネルといった複数のマンドレル７１９が、組み立てライン７１０上をループ２６９に沿って処理されている。本例では、レイアップマンドレル７１９は、水平方向の区間２５７を左から右へと、ステーション７０１－１、７０１－２、７０１－３、及び７０１－４を通って進み、その後、右から左へと、隣りの水平方向の区間２６３をステーション７０１－５、７０１－６、７０１－７、及び７０１－８を通って進む。左から右へと、その後右から左へとステーション７０１－１～７０１－８を通って処理する構成によって、レイアップマンドレル７１９は、ステーション７０１－１～７０１－８に対して配向を変えることが一度もなく、水平方向の区間２５７と隣の水平方向の区間２６３との間で、ただ横方向にずれる。マンドレル上のプリフォーム１９４は、完成するまでステーション７０１－１～７０１－８を通って進み、その後、レイアップマンドレル７１９及びプリフォーム１９４は、方向７１７を介して出る。必要に応じて、マンドレル７１９は、プリフォーム１９４を完成させるために、ループ２６９及びステーション７０１－１～７０１－８を通る複数の通路を必要としうる。幾つかの実施例において、１つ以上のステーション７０１－ｎが、垂直方向の区間２５９に位置することができるが、他の実施例において、垂直方向の区間２５９に沿って位置するステーション７０１－ｎは存在していないこともあり、この場合には、レイアップマンドレル７１９は横方向に、１の水平方向の区間２５７から隣の水平方向の区間２６３へと直接的にずれる。

本例では、レイアップマンドレル７１９は、水平方向の区間２５７の末端２３９に達して、旋回というよりは横方向にずらされ、さらに垂直方向の区間２５９に沿って進み、結果的に、処理方向Ｐに対するレイアップマンドレル７１９の向きの変更がない。レイアップマンドレル７１９は、水平方向の区間２６３の末端２３９－１に達して、ループ２６９を通る移動が完了する。レイアップマンドレル７１９及びプリフォーム１９４は、方向７１７を介して横方向に出て、ループ２６内の他のレイアップマンドレル７１９と置換される。

図７Ａの構成では、ループ２６９内でのマンドレル７１９の横方向の移動によって、組み立てライン７１０をコンパクトにすることが可能となり、その際に、マンドレル７１９が一度も旋回する必要がないという事実に因り追加のフロア空間が必要とならない。このコンパクトな構成の更なる利点は、ステーション７０１を操作するために必要とされるマンパワーが、水平方向の区間２５７と水平方向の区間２６３との間で共有されうることである。

図７Ｂでは、ループ７１２に沿って配置された広幅物積層ステーション７１１－１～７１１－１０を含む組み立てライン７１０が示されており、広幅物積層ステーション７１１－１～７１１－１０は、「ステーション７１１」と総称される。ステーション７１１は、方向７１８を介して入ってマイクロパルスの方式、フルパルスの方式、又は連続的な方式により、ループ７１２に配置されたステーション７１１に沿って、方向７１３、７１４、７１５、及び７１６に進むレイアップマンドレル７１９に対して、作業を実施する。ループ７１２を通って１周以上した後で、レイアップマンドレル７１９は方向７１７を介して出る。レイアップマンドレル７１９の向きは、ループ７１２の向きと合うように変えられている。ここに示されるステーション７１１はいずれも、図１に関して上述した１つ以上の広幅物積層ステーション１５１として実現されうる。ステーション７１１－１～７１１－１０は、（例えば、リターンループ操作を促進するために）、ループ７１２の７１２－１および７１２－２の両側に実現することができ、レイアップマンドレル７１９は、１つ以上のステーション７１１からレイアップを受け取ることができる。レイアップ（例えば、レイアップ片１１６）は、継ぎ合わされてプライ１７５を形成することができ、継ぎ位置は、プライからプライへと互い違いになっており、先行する継ぎ目の真上に継ぎ目が重なることが回避される。レイアップマンドレル７１９は、プリフォーム１９４が完成するまで、レイアップ片１１６を受け取り続ける。一実施形態において、レイアップ片１１６は、変更された配向を示す。プリフォーム１９４が全てのプライを受け取った後で、プリフォーム１９４及びマンドレル７１９は更なる処理のために出て、１つ以上の他のレイアップマンドレル７１９が、ループ７１２に追加される。一実施形態において、複数のマンドレル７１９が、同期を取ってループ７１２に沿って進み、ここで、これらの構成要素は、同時にパルス単位で送られ、一時停止する。ループ７２２の向きは、処理方向Ｐでありうる。

図７Ｃでは、Ｕ字７２２－３を形成するループ７２２に沿って配置された広幅物積層ステーション７２１－１～７２１－３、及び７２１－６～７２１－１０（「ステーション７２１」と総称される）を含む組み立てライン７２０が示されている。ステーション７２１は、方向７２８を介して入ってマイクロパルスの方式、フルパルスの方式、又は連続的な方式により、ループ７２２に配置されたステーション７２１に沿って、方向７２５、７２６、及び７２３に進むレイアップマンドレル７２９に対して、作業を実施する。レイアップマンドレル７１９の向きは、ループ７２２の向きと合うように変えられている。ループ７２２に沿って進んだ後に、レイアップマンドレル７２９及びプリフォーム１９４は、方向７２７を介して出る。ここに示されるステーション７２１はいずれも、図１に関して上述した１つ以上の広幅物積層ステーション１５１として実現されうる。ステーション７２１－１～７２１－３、及びステーション７２１－６～７２１－１０は、ループ７２２の７２２－１及び７２２－２の両側に実現することができ、レイアップマンドレル７２９は、１つ以上のステーション７２１からレイアップを受け取りうる。レイアップ（例えば、レイアップ片１１６）は、継ぎ合わされてプライ１７５を形成することができ、継ぎ位置は、プライからプライへと互い違いになっており、先行する継ぎ目の真上に継ぎ目が重なることが回避される。レイアップマンドレル７２９は、プリフォーム１９４が完成するまで、レイアップ片１１６を受け取り続ける。一実施形態において、レイアップ片１１６は、変更された配向を示す。プリフォーム１９４が全てのプライを受け取った後で、プリフォーム１９４及びマンドレル７２９が、更なる処理のために出て、１つ以上の他のレイアップマンドレル７２９が、ループ７２２に追加される。一実施形態において、複数のマンドレル７２９が、同期を取ってループ７２２に沿って進み、ここで、これらの構成要素は、同時にパルス単位で送られ、一時停止する。

図７Ｄでは、Ｓ字７３２－３を形成するループ７３２に沿って配置された広幅物積層ステーション７３１－１～７３１－５（「ステーション７３１」と総称される）を含む組み立てライン７３０が示されている。ステーション７３１は、方向７３８を介してループ７３２に入ってマイクロパルスの方式、フルパルスの方式、又は連続的な方式により、ループ７３２に配置されたステーション７３１に沿って、方向７３３、７３４、７３５、及び７３６に進むレイアップマンドレル７３９に対して、作業を実施する。ループ７３２を通って進んだ後に、レイアップマンドレル７３９は方向７３７を介して出る。ここに示されるステーション７３１はいずれも、図１に関して上述した１つ以上の広幅物積層ステーション１５１として実現されうる。ステーション７３１－１～７３１－１０は、ループ７３２の７３２－１及び７３２－２の両側に実現することができ、レイアップマンドレル７３９は、１つ以上のステーション７３１からレイアップを受け取りうる。レイアップ（例えば、レイアップ片１１６）は、継ぎ合わされてプライ１７５を形成することができ、継ぎ位置は、プライからプライへと互い違いになっており、先行する継ぎ目の真上に継ぎ目が重なることが回避される。レイアップマンドレル７３９は、プリフォーム１９４が完成するまで、レイアップ片１１６を受け取り続ける。一実施形態において、レイアップ片１１６は、変更された配向を示す。プリフォーム１９４が全てのプライを受け取った後で、プリフォーム１９４及びマンドレル７３９が、更なる処理のために出て、１つ以上の他のレイアップマンドレル７３９が、ループ７３２に追加される。一実施形態において、複数のマンドレル７３９が、同期を取ってループ７３２に沿って進み、ここで、これらの構成要素は、同時にパルス単位で送られ、一時停止する。

図７Ｅ～図７Ｆは、例示的な実施形態におけるレイアップパターンを示している。図７Ｅは、例示的な実施形態における、積層体７４９のためのレイアップパターン７４０の上面図である。図７Ｅによれば、レイアップパターン７４０は、積層体７４９のレイアップ片１１６上に「Ａ」及び「Ｂ」で示されたゾーンＡ及びゾーンＢを含む。ゾーンＡ及びゾーンＢにあるレイアップ片１１６の間の継ぎ目７４１は、互い違いになったパターン７４３を形成しながら、積層体７４９の長さＬに沿って変化しており、単一の継ぎ目が、プライマップの長さに沿って形成されることが防止される。即ち、ゾーンＡ及びゾーンＢにあるレイアップ片１１６の間の境界７４５が複数層に亘って互い違いになるように、ゾーン単位で積層が行われており、従って、境界７４５及び／又は継ぎ目７４１が積み重なることが回避される。更なる実施形態において、レイアップされる材料の繊維配向に従って、ゾーン同士が、角が付いた形状内で重なり合う。

各継ぎ目７４１は、様々なレイアップ片１１６の配置によって形成されうる。継ぎ目７４１が線として示されているが、各継ぎ目７４１は、隣り合うゾーン間の狭い領域を占めており、当該領域では、ゾーンからのレイアップ片１１６が当接して継ぎ合わされ、重なり合って継ぎ合わされ、又はそうでなければ、物理的に互いに一体化されている。継ぎ合わされる各プライ１７５は、固有の境界７４５を有することができ、境界７４５は、隣り合うプライ間で１センチメートル（又はインチ）の少数分だけ変化することができ、結果的に、ゾーンの厚さ全体に亘って互い違いになった継ぎ目７４１が得られる。即ち、継ぎ目７４１の位置は層間で徐々に変化し、複数のプライ全体に亘る互い違いになったパターン７４３（例えば、階段状のパターン、千鳥状の形状（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ ｓｈａｐｅ）等）を形成する。互い違いになった継ぎ目によって、互いの上面の上に重なって材料の積み重ねが生じることが防止される。従って、一実施形態において、継ぎ目７４１のカット位置が、プライ１７５間で変わる。継ぎ目７４１は、複数のプライに亘って延在する。本実施形態において、継ぎ目７４１は、パッドアップ７４２に交差しないように選択／配置され、従って、パッドアップ７４２の近くで厚さ又は複雑性が実質的に増すことが防止される。従って、境界７４５は、プライ１７５からプライ１７５へと互い違いになっている。

図７Ｆは、ゾーンＡ及びゾーンＢにあるレイアップ片１１６の同様の配置、及び翼外板のための積層体７５０の継ぎ目７４１を示している。パドアップ７４２も積層体７５０に含まれており、パネル、翼フラップ等へのアクセスのための強化をもたらすために利用されうる。図７Ｅ～図７Ｆは、ここで述べたゾーン単位の積層技術が様々な積層体設計のために利用されうることを示している。

組立ライン１００の動作の例示的な詳細を、図８Ａに関して説明する。本実施形態について、連続的な繊維強化材料を含む広幅物のロール１３０が組み立てライン１００でロードされてしまっていると仮定する。

本願で使用される「マンドレル」という用語は、部品、例えば航空機部品がその上に配置されうるマンドレルを指すことに注意されたい。マンドレルという用語は、「レイアップマンドレル」という用語と互いに交換可能に使用されうる。マンドレルは、部品、材料の層、又はこれらの組み合わせがその上に配置されうる表面を備え、及び／又は、当該表面として使用される。これは、例えば、翼パネル及び／又は翼外板がその上で移送されるレイアップマンドレル又はマンドレルでありうる。当業者には、本開示の図に示されたレイアップマンドレル１９０、７１９が、先に記載した或る特定の３次元形状、構造及び／又は表面を有しうるレイアップマンドレル１９０、７１９の概略図であることが明らかである。

図８Ａは、例示的な実施形態における、機体を製造するための方法８００を示したフローチャートである。方法８００のステップが、図１の組立ライン１００を参照しながら記載されるが、当業者には、方法８００が他のシステムでも実施できることが分かるであろう。本明細書に記載のフローチャートのステップは、網羅的なものではなく、図示していない他のステップを含んでよい。本明細書に記載のステップはまた、他の順序で実施することも可能である。

ステップ８０２において、繊維強化された広幅物のシート１１８が、組み立てライン１００によって獲得される。一実施形態において、シート１１８を獲得することは、第１の切断ステーション１１２及び第２の切断ステーション１１４を介してシート１１８を進ませることを含む。

ステップ８０４は、シート１１８を切り抜いて（例えば、シート１１８にカットを適用して）、相補的な境界１１９を有するレイアップ片１１６を形成することを含む。レイアップ片１１６のそれぞれのためのカットは、第１の切断ステーション１１２から第１のストレートカット１１３として適用され、続いて、第２の切断ステーション１１４からの第２のストレートカット１１５として適用される。各第１のストレートカット１１３は、広幅物のシート１１８の全体幅に亘って、所望の角度（例えば、前縁１９５角度又は後縁１９７角度）で進む。その間に、第２のストレートカット１１５が、第１のカットによって作製されたピースに適用される。例えば、ピースごとに、１のカットが、翼外板のための前縁１９５角度と対応することができ、他のカットが、翼外板の後縁１９７角度と対応することができる。このことによって、２回のカットを介して一定幅の広幅物材料を切断し、２つの平行する端部を含むピースであって、例えば翼外板の層としての配置のために望まれる形状を形成するためにテーパ状になったピースを作製することが可能となる。要するに、複合材構造は、幾つかのレイアップ片１１６であって、広幅物ピースの２回のストレートカットによりそれぞれ作製され、その後互いに隣り合って配置される幾つかのレイアップ片１１６から形成されている。カットの配置、及びレイアップ片１１６の寸法決定によって、結果的に、廃棄される材料が少なく又は無く、得られる航空機の「飛ぶために購入する（ｂｕｙ ｔｏ ｆｌｙ）」コストが削減される。ストレートカットを使用するこのアプローチによって時間が節約され、複雑性が解消される一方で、廃棄物も削減される。

ステップ８０６は、（例えば、レイアップ片１１６を回転させて移動させることによって、）境界１１９を位置合わせすることを含む。本実施形態では、広幅物のシート１１８の端部が、レイアップ片（１１６）の側部を形成するため、レイアップ片１１６は、境界１１９を一緒に配置することによって（即ち、継ぎ合わせプロセスの一部として、レイアップ片１１６同士を当接させることによって、）積み重ねずに、並べて配置することが可能である。本実施形態において、広幅物のシート１１８の端部が、レイアップ片１１６の相補的な側部を形成する。共通の角度に対して回転されるように相補的な側部を揃えることで、レイアップ片１１６を、当該レイアップ片１１６を単に移動させることで結合させて、単一のレイアップレイアップパターン１７４にすることが可能である。一実施形態において、シート１１８を切り抜くこと／シート１１８にカットを適用することによって、結果的に、共有される前縁１９５角度及び共有される後縁１９７角度を示すレイアップ片１１６が得られ、レイアップ片１１６を回転させることは、共通の角度（例えば、前縁角度又は後縁角度）に対してレイアップ片１１６の前縁を配向することを含む。更なる実施形態において、翼弦方向に亘って延在するレイアップ片１１６－１～１１６－６の幾つかの列を利用して、単一のレイアップレイアップパターン１７４が形成される。

ステップ８０８は、シャトル１７０上にレイアップ片１１６をレイアップパターン１７４に並べて、１つ以上のプライ１７５を形成することを含む。即ち、レイアップパターン１７４自体が１つ以上のプライ１７５を含む。本実施形態において、本ステップは、新しい配置位置１７２が露出するまでシャトル１７０を横方向に移動させ、その後、レイアップ片１１６が配置位置１７２と位置合わせされるまで、キャリア１５４を移動させることを含む。レイアップ片１１６はその後定位置に組み込まれる。レイアップパターン１７４全体が完成するまで、上記の動作が複数のレイアップ片１１６のために続けられる。実施形態に従って、レイアップ片１１６をレイアップパターン１７４に並べることは、レイアップ片１１６を、翼外板（例えば、図９の翼外板９００）の形状、又は胴体外板（例えば、図１８の胴体外板１８５２）の形状に並べることを含む。従って、一実施形態において、レイアップパターン１７４は、翼外板（例えば、図９の翼外板９００）のためのプライ１７５を形成する。更なる実施形態において、レイアップ片１１６をレイアップパターン１７４に並べることは、レイアップ片１１６を、胴体外板（例えば、図１８の胴体外板１８５２）のための１つ以上のプライ１７５の形状に並べることを含む。

ステップ８１０は、レイアップパターン１７４をレイアップマンドレル１９０上に移送する配置工程を実施することを含む。本工程は、シャトル１７０を軌道１６０に沿って移動させ、その後、キャリア１８０を用いてレイアップパターン１７４全体を一度に持ち上げ、レイアップパターン１７４をレイアップマンドレル１９０へと移動させることを含む。更なる実施形態において、配置することが、自動化されたピックアンドプレース（ＰＮＰ：Ｐｉｃｋ ａｎｄ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）プロセスを介する代わりに、手動で行われる。従って、一実施形態において、ＰＮＰプロセスは、ＰＮＰステーション１８１を介して自動的に実施されるが、他の実施形態において、配置することが手動で行われる。

ステップ８１２では、レイアップパターン１７４が、レイアップマンドレル１９０の輪郭１９２に合うように成形される。このことは、レイアップマンドレル１９０の輪郭１９２に対してレイアップパターン１７４を合わるために、キャリア１８０をレイアップマンドレル１９０へと駆動することを含む。一実施形態において、レイアップパターン１７４を成形することが、ＰＮＰ動作を行いながら、レイアップパターンを硬化させ／合わせ／圧縮するためにキャリア１８０を介してレイアップパターン１７４に真空を適用することを含む。したがって、一実施形態において、レイアップパターン１７４を成形することが、配置工程を実施するためのキャリア１８０によって実施される。

切り抜くこと、配置すること、並べること、配置工程を実施すること、及び成形することを含む方法８００のステップは、プリフォーム１９４がレイアップマンドレル１９０において完成するまで、反復的に実施されうる。さらに、一実施形態において、獲得すること、切り抜くこと／カットを適用すること、回転させること、並べること、配置すること（例えば、ＰＮＰ動作を実施すること）、及び成形することという工程が、組み立てライン１００のステーションを介して、作業のパルスの後には一時停止が続くパルス方式により同期を取って実施される。

更なる実施形態において、獲得する、切り抜くこと／カットを適用すること、回転させること、並べること、配置すること（例えば、ＰＮＰ動作を実施すること）、及び成形することという工程が、タクトタイムに従って実施される。このような実施形態では、組み立てライン１００は供給線として機能し、ここで、組み立てライン１００のためのタクトタイムは、１つ以上の他の供給線（例えば、マンドレル１９０において翼外板を作製するための供給線１９１）のためのタクトタイムと同期させられ、又は１つ以上の供給線とは別個のものである。組み立てライン１００といった複数の供給線が、ループ状、「Ｓ」字状、又は「Ｃ」字状の組み立てライン（例えば、図７Ａ～図７Ｄのシステム）に沿った複数の位置に、複数のレイアップ片１１６を供給して、複数のプライ１７５を、レイアップマンドレル１９０及び／又はプリフォームに対して、それらが処理方向に進む間に付加することができる。供給線のためのタクトタイムは、ループ状、「Ｓ」字状、又は「Ｃ」字状の組み立てライン（例えば、図７Ａ～図７Ｄのシステム）のために使用されるタクトタイムと同じである必要はない。一実施形態において、複数の組み立てライン１００は、レイアップ片１１６を、同じ翼外板に同時に供給する。

さらに、組み立てライン１００は、翼外板を作製するものとして示されているが、更なる実施形態において、組み立てライン１００は、胴体の作製される区分、尾翼区分、エンジンナセル、ドア、フラップ、スラット、及び／又は他の構成要素に対して利用される。

図８Ｂは、例示的な実施形態における、機体の複合材構造を作製する方法８５０を示したフローチャートである。ステップ８５２は、複合材構造をゾーン（例えばゾーン９０２－２～９０２－５、図９のゾーン９０２として総称される）に分割することを含む。一実施形態において、ゾーン（例えば、図９のゾーン９０２－２～９０２－５）は、配置位置１７２の形状及び大きさと対応している。

ステップ８５４は、ゾーン９０２のそれぞれのためのレイアップ片１１６を作製することを含む。レイアップ片１１６を作製することは、組み立てライン１００のステーションによって、上述の切り抜き工程／切断工程を実施することを含む。ステップ８５６では、レイアップ片１１６がレイアップパターン１７４に並べられる。各レイアップ片１１６が、レイアップパターン１７４の１ゾーン（例えば、図９のゾーン９０２－２～９０２－５のうちのいずれか）を占める。このことは、回転台１５０及びキャリア１５４を操作して、レイアップ片１１６をレイアップパターン１７４に配置することを含む。一実施形態において、レイアップ片１１６をレイアップパターン１７４に並べることは、レイアップ片１１６を、翼外板（例えば、図９の翼外板９００）の形状、又は胴体外板（例えば、図１８の胴体外板１８５２）の形状に配置することを含む。

ステップ８５８は、キャリアを介してレイアップパターン１７４をレイアップマンドレル１９０に移送することを含む。本実施形態において、上記工程は、キャリア１８０の下にレイアップパターン１７４を運んでいるシャトル１７０を進めることによって実施される。従って、一実施形態において、レイアップパターン１７４を移送することは、ピックアンドプレース（ＰＮＰ）ステーション１８１を操作することを含む。

ステップ８６０は、レイアップマンドレル１９０上にレイアップパターン１７４を圧縮してプリフォーム１９４を作製することを含む。本実施形態において、このことはキャリア１８０を利用して、レイアップパターン１７４全体を一度に持ち上げ、レイアップマンドレル１９０上に配置して圧縮することを含む。更なる実施形態において、本方法は、レイアップパターン１７４の端部を、当該端部がレイアップマンドレル１９０のための別のレイアップパターン１７４に対して互い違いになるように、レイアップマンドレル１９０上に配置することをさらに含む。

方法８００及び８５０は、先行技術に対して実質的な利点を提供する。なぜならば、手動プロセスといった遅い切り抜き／切断プロセス、又は、単一のカッタヘッドを用いて複合材部品の形状をトレースする自動化されたプロセスを必要とせずに、広幅物からの大型の複合材構造の迅速な作製を可能とするからである。更なる実施形態において、１つより多い広幅物ステーション１１０又は小片ステーション１２０に、ループ状、「Ｓ」字状、又は「Ｃ」字状の組み立てライン（例えば、図７Ａ～図７Ｄのシステム）の周りの複数の配置ステーションに対して同時に材料を供給させることが可能である。この種の並行処理によって、作製プロセスが加速させられる。さらに、広幅物の利用によっても、レイアップがプリフォーム（事前形成）される速度が上がる。なぜならば、ピックアンドプレース動作が、配置ヘッドを利用してピースをレイアップした後にそのピースを切り抜くよりも実質的に速いからである。

図９は、例示的な実施形態における、均一な幅のセグメントへの機体構成要素のセグメント化を示す図である。本実施形態において、機体構成要素は翼外板９００を含む。翼外板９００は、均一な幅Ｗの広幅物から切り取られたゾーン９０２－２～９０２－５にさらに分割されている。小さなレイアップ片の最終ゾーン９０４、及び他のレイアップ片のための第１のゾーン９０１は、所望の寸法に実現するために、広幅物から複数回切り抜かれ／切り取られる。本例では、Ｗは広幅物材料のシートの幅に対応している。

図１０～図１３は、広幅物ステーション１０００を示す図である。広幅物ステーション１０００は、図１～図７における例示的な広幅物ステーション１１０である。広幅物ステーション１０００は、例示的な実施形態における、広幅物のシート１１８をレイアップ片のための所望の形状に切り抜き／切断する切断ステーションを含む。本実施形態において、第１の切断ステーション１０１２は、カッタ１０３２がその上に取り付けられた回転要素１０２２を含む。回転要素１０２２は、シート１１８のねじれ、しわ、及び／又のこぶを防止する滑らかな表面を備えて実現されうる。カッタ１０３２が、単一の所望の角度でカットを行うよう位置合わせされており、広幅物材料のシート１１８を通るストレートカットを行う。従って、カッタ１０３２は、所望の切断角度に対応するのに十分な長さである。第２の切断ステーション１０１０は、第２のカットを行うようカッタ１０４０を操作する。第２の切断ステーション１０１０は、カッタ１０４０がその上を前後に移動するレール１０３０を含む。

図１１では、広幅物材料１１０２のシート１１００が、第１の切断ステーション１０１２を通って方向１０９０に進み、カッタ１０３２が第１のカット１１１０を行う。図１２では、追加のシート１１００が第１の切断ステーション１０１２に供給され、第１の切断ステーション１０１２は、追加の第１のカット１１１０（当該カットは、設計の留意事項に従って、先行する第１のカットと同じ角度であってもよく又は同じ角でなくてよい）を行う。第２の切断ステーション１０１０が、シート１１００が方向１０９０に移動する間に、カッタ１０４０をレール１０３０に沿って方向１２９０に摺動させ、結果的に、レイアップ片１２００における角度が付けられたカット１２１０が得られる。更なる実施形態において、追加の切断工程が、任意の数の所望の辺及び角度を有する多角形のレイアップ片を生成するために実施される。このことによって、結果的に、図１３に示される新しいレイアップ片１３００が得られる。

図１４は、例示的な実施形態における、広幅物のシート１４００から切り取るために表面１４３０上に並べられたレイアップ片１４２０－１～１４２０－６（個別に、又は総称として「レイアップ片１４２０」と称する）を示している。本実施形態において、各レイアップ片１４２０は、前縁角度θ１及び後縁角度θ２を示すよう切断されており、各レイアップ片１４２０が、繊維強化された広幅物の同じシート（又は、同じ幅のシート）から切り取られている。レイアップ片１４２０の幾つかは、所望の大きさを実現するために追加のカット１４９０を受ける。さらに、図示されていないが、レイアップ片１４２０は平坦なパターンで切断されており、ここでは、レイアップ片１４２０が、レイアップ片１４２０に当接して隣り合っており、平坦なパターンが、複雑な形状に達するために、（例えば、複雑な輪郭を有する）マンドレル上に積層されている。即ち、レイアップ片１４２０は、継ぎ合わせを容易にするために当該レイアップ片１４２０を隣のレイアップレイアップ片１４２０に未だ当接させながら、平坦なパターンから複雑な輪郭に合わせるのを容易にするやり方で、切り抜かれる。切断ステーション１４１０を介して切断された後に、レイアップ片１４２０は、（矢印１４７０－１～１４７０－６で示されるように）スムーズに移送され、位置合わせされ／回転させられて、固有の後縁１４４０及び前縁１４５０を有するレイアップパターン１４６０となり、隣のピースに当接している。この当接する工程は、当該当接部が、プライ１７５からプライ１７５へと積層体を通って（即ち、プリフォーム１９４の複数層に亘り）互い違いになっているときには、継ぎ合わせの一部である。

切れ端１４９２は、所望のようにリサイクルされ若しくは破棄され、又は別の位置で、他の位置の他のレイアップ片１４２０として使用される。本図では、レイアップパターン１４６０は、見やすいように、展開図において示されている。レイアップ片１４２０は、隣のピースに対して水平方向及び垂直方向に左右反転しており、又は互いに１８０度で並べられており、ピース間で実現される共通の切断角度が可能となる。即ち、１のピースのための角度θ２に従ったカットは、隣のピースも当該角度θ２で切断する。前縁角度θ１と後縁角度θ２との和は、１８０°と等しいことが可能であり、又は、１８０°と等しくないということが可能である。前縁角度θ１と後縁角度θ２との和が１８０°と等しくない場合において、隣り合うピースは、互いに１８０度の角度で配置されている。このようにして、レイアップ片１４２０は、最小限の切れ端１４９２を用いて翼外板を形成するために効率良く利用されうる。更なる実施形態において、１のレイアップ片１４２０が、右又は上方のパネルレイアウトにフィットし、他のレイアップ片１４２０が、左又は下方パネルレイアウトにフィットする。これらの構成は、ステーションがレイアップ片１４２０の特定のサイズ及び／又は配向に専門化されているシステムにおいて、特定の利点を提供し、各翼外板のためのおおよそ類似したレイアップ片をもたらしうる。これに似たシステムは、ループ状、「Ｓ」字状、又は「Ｃ」字状の組み立てライン（例えば、図７Ａ～図７Ｄのシステム）の周りの複数のレイアップ位置を含むセットアップのためにも実現されうる。

図１５は、例示的な実施形態における、レイアップ片から形成された一連のレイアップパターンを示す。同じ翼外板プリフォーム１５００について、レイアップパターン１５１０は、＋４５°の繊維配向１５１２を示し、レイアップパターン１５２０は、９０°の繊維配向１５２２を示し、レイアップパターン１５３０は、－４５°の繊維配向１５３２を示し、レイアップパターン１５４０は、０°の繊維配向１５４２を示す。１５１０、１５２０、１５３０、及び１５４０のそれぞれにおいて、繊維配向は、幅Ｗの広幅物シート（例えば、１１８、１１００又は１４００）の配向に関して参照されている。翼外板の様々な層のための様々な繊維配向を利用することで、所望のレベルの構造的強度が実現される。

図１６は、例示的な実施形態における、胴体外板のハーフバレル区分のためのレイアップマンドレル１６１０の様々な外周部分の上に、複数のレイアップパターンを配置するＰＮＰステーション１６００を示している。先行する図は、翼、フラップ、安定板等を示しているが、同様のシステムが、胴体、ナセル、ドア、又は航空機の他の構造的要素のために利用されうる。従って、図１６は、胴体外板の弓状区分のゾーン単位での積層のための、複数の可能な広幅物ＰＮＰ技術のうちの１つを示している。本実施形態において、キャリア１６２０が、フレーム１６２２に沿って移動する。キャリア１６２０は、レイアップ片のレイアップパターン１６３０を保持するために真空結合を利用する。キャリア１６２０は、単一のＰＮＰ動作の間に、単一のゾーンを持ち上げて配置し、その後圧縮する。例えば、キャリア１６２０は最初に、レイアップマンドレル１６１０の左側ゾーン１６１２のためのレイアップパターン１６３０を持ち上げて配置し、その後、レイアップマンドレル１６１０の上部ゾーン１６１４のためのレイアップパターン１６３０を持ち上げて配置し、その後、レイアップマンドレル１６１０の右側ゾーン１６１６のためのレイアップパターン１６３０を持ち上げて配置する。上記工程を反復的に実施して、レイアップパターン１６３０の位置（即ち、パターン同士が互いに当接している位置）を、胴体外板の他の層におけるレイアップパターンに対して互い違いになることによって、得られる胴体外板は、所望の構造的強度を発揮する。具体的には、＋／－４５°又は９０°の繊維配向を示すレイアップパターンについて、さらに、互いに上下に配置された同じ配向のイアップパターンについてさえも、レイアップパターンは、異なる層におけるイアップ片の境界が互いに重なり合い又は当接した状態の継ぎ目を形成するように、設計される。更なる実施形態において、ＰＮＰステーション１６００が、ドア外周部又は同様のパッドアップを、上述の技術を使用して、胴体又は翼外板における定位置に配置する。例えば、ドア外周部のためのＰＮＰステーション１６４０も、図１６には示されている。ＰＮＰステーション１６４０は、フレーム１６２２に沿って移動するキャリア１６４２も含む。ドア外周部のためのレイアップパターン１６５０（又はプライパック、又は他の構成要素）が、レイアップマンドレル１６１０のゾーン上に配置するために、キャリアにおいて保持されている。

図１７は、例示的な実施形態における、組み立てラインにおける同期された工程を示すフロー図１７００である。図１７は、切り抜き／切断がステーションに亘って同期させており、これにより、切り抜き／切断工程、回転台での回転、及びシャトルの移動がタクトタイム（例えば、翼外板又は胴体外板のための所望の製造時間）に対して調整されており、ステーションが同期を取って作業を実施することを示している。例えば、第１のカット１７０１が、第１の切断ステーション１１２において適用され、その間に、第２の切断ステーション１１４が第２のカット１７０２を適用している。回転１７０３、及びシャトル１７０４を介した移送といった更なる工程も、第１のカット１７０１及び第２のカット１７０２が実施されている間に、実施されうる。同様のやり方で、レイアップステーション１７２０のステーション１７２２が、レイアップ１７０７を実施することができ、ステーション１７２４が同時に、異なるレイアップ片に対してレイアップ１７０７を実施することができる。マンドレル１７０５にレイアップを適用すること、マンドレル１７０６を戻すこと、及び／又は、レイアップ片をシャトル１７０９へと転送することといった更なる工程も、同期された形態で行われうる。即ち、切り抜き／切断工程、シャトルの移動、回転台の回転等が、広幅物のロールからパルス単位で進められる広幅物のシートのパルス間の一時停止中に、行われうる。一実施形態において、１パルス、及びそれに伴う一時停止は、数秒の時間を占める。この見識によって作業密度及びスループットが増す一方で、各ステーションが、他のステーションの動作に干渉しないことも保証される。

図１８は、例示的な実施形態における、胴体区分のプリフォームのための組み立てライン１８００を示している。組み立てライン１８００は、広幅物ライン１８１０－１～１８１０－３を含み、この広幅物ライン１８１０－１～１８１０－３は、胴体外板１８５２のためのレイアップパターン１８５１に配置するために、レイアップ片１８３０－１～１８３０－３を切り抜き／切り取る。広幅物ライン１８１０－１～１８１０－３は、回転台１８２０－１～１８２０－３を含む。回転台１８２０－１～１８２０－３は、レイアップ片１８３０－１～１８３０－３を回転させて所望のように位置合わせし、キャリア１８２１が、レイアップ片１８３０－１～１８３０－３を、コンベヤ１８４０－１～１８４０－３に付加する。レイアップ片はレイアップパターンを形成し、このレイアップパターンは、レイアップパターン１８５１として、キャリア１８５０－１～１８５０－３を介して、レイアップマンドレル１８７０のゾーン１８６０－１～１８６０－３へと転送される。ドア外周部ステーション１８８０が、キャリア１８５０－１を介してレイアップマンドレル１８７０に付加するための、ドア外周部のプリフォーム１８８２を作製する。プリフォーム１８８２は、積層ステーション１８１４でレイアップされた繊維強化材料のプリフォーム１８１６から作製されている。システム１８００はまた、キャリア８５０－１～１８５０－３の長さより大きな長さのレイアップマンドレル１８７０上に配置するためにも適しうる。このような状況では、ゾーン１８６０－１～１８６０－３の各ゾーンでのレイアップ片（１１６）１８３０－１～１８３０－３の複数の配置を可能とするために、レイアップマンドレル８７０が横方向に転送される。

以下の実施例において、追加の処理、システム、及び方法が、広幅物からの複合材部品の作製のための組み立てラインに関連して説明される。

より具体的に図面を参照すると、本開示の実施形態を、図１９に示すような航空機の製造及び保守方法１９００、及び図２０に示すような航空機１９０２に関連して説明することができる。製造前の段階では、方法１９００は、航空機１９０２の仕様及び設計１９０４と、材料調達１９０６とを含みうる。製造段階では、航空機１９０２のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１９０８と、システムインテグレーション１９１０とが行われる。その後、航空機１９０２は、認可及び納品１９１２を経て、運航１９１４に供されうる。顧客により運航される間に、航空機１９０２は定期的な整備及び保守１９１６（改造、再設定、改修なども含みうる）が予定されている。本明細書で具現化される装置及び方法は、方法１９００で記載される製造及び保守のうちの１つ以上の任意の適切な段階（例えば、仕様及び設計１９０４、材料の調達１９０６、コンポーネント及びサブアセンブリの製造１９０８、システムイ統合１９１０、認可及び納品１９１２、運航１９１４、整備及び保守１９１６）及び／又は航空機１９０２の任意の適切なコンポーネント（例えば、機体１９１８、システム１９２０、内装１９２２、推進システム１９２４、電気システム１９２６、油圧システム１９２８、環境システム１９３０）で採用され得る。

方法１９００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とは、限定しないが、任意の数の航空機製造者及び主要システムの下請業者を含んでもよく、第三者とは、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含んでもよく、オペレータとは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってもよい。

図２０に示すように、方法１９００によって製造された航空機１９０２は、複数のシステム１９２０及び内装１９２２を備えた機体１９１８を含みうる。システム１９２０の例は、推進システム１９２４、電気システム１９２６、油圧システム１９２８、及び環境システム１９３０の１つ以上を含む。任意の数の他のシステムも含まれうる。航空宇宙産業の例を示しているが、本発明の原則は、自動車産業などの他の産業にも適用されうる。

上述のように、本明細書で具現化される装置及び方法は、方法１９００において記載される製造及び保守の任意の１つ以上の段階で採用され得る。例えば、コンポーネント及びサブアセンブリの製造１９０８に対応するコンポーネント又はサブアセンブリは、航空機１９０２の運航中に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリと同様のやり方で製作又は製造されうる。また、１つ以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせは、例えば、航空機１９０２の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機１９０２のコストを削減することにより、サブアセンブリの製造１９０８及びシステム統合１９１０の段階で利用することができる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせのうちの１つ以上を、航空機１９０２の運航中、例えば、限定しないが、整備及び保守１９１６の間に利用することができる。従って、本開示は、本明細書に記載する任意の任意の段階（例えば、仕様及び設計１９０４、材料の調達１９０６、コンポーネント及びサブアセンブリの製造１９０８、システムイ統合１９１０、認可及び納品１９１２、運航１９１４、整備及び保守１９１６）及び／又は、航空機１９０２の任意の適切なコンポーネント（例えば、機体１９１８、システム１９２０、内装１９２２、推進システム１９２４、電気システム１９２６、油圧システム１９２８、環境システム１９３０）で、又はこれらの任意の組み合わせにおいて利用されうる。

一実施形態では、部品は、機体１９１８の一部分を含み、コンポーネント及びサブアセンブリの製造１９０８において製造される。このパーツは、この場合システム統合１９１０において航空機を形成するように組み立てられ、その後、摩耗により部品が使用不可となるまで運航１９１４において利用されうる。その後、整備及び保守１９１６においてこの部品は廃棄されてよく、新たに製造された部品と交換されうる。新しい部品を製造するために、コンポーネント及びサブアセンブリの製造１９０８中に発明の構成要素及び方法が利用されてもよい。

本明細書中で図示又は記載された種々の制御要素（例えば電気又は電子コンポーネント）のいずれもが、ハードウェア、プロセッサ実装ソフトウェア、プロセッサ実装ファームウェア、又はこれらの何らかの組み合わせとして実装されうる。例えば、ある要素は、専用ハードウェアとして実装されうる。専用ハードウェア要素は、「プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）」、「コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ）」と称されうるか、又は、何らかの類似の用語で呼ばれうる。機能がプロセッサによって提供される場合、その機能を提供するものは、単一の専用プロセッサであっても、単一の共有プロセッサであっても、そのうちのいくつかが共有となりうる複数の個別のプロセッサであってもよい。さらに、「プロセッサ」又は「コントローラ」という用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアのみを表わすと解釈されるべきでなく、限定するものではないが、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）又はその他の回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、ソフトウェア格納用の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、不揮発性記憶装置、ロジック部、又は、何らかの他の物理ハードウェアコンポーネント若しくはモジュールが黙示的に含まれてもよい。

また、制御要素は、プロセッサ又はコンピュータによって実行可能な命令として実装されて、その要素の機能を実行することができる。命令のいくつかの例は、ソフトウェア、プログラムコード、及びファームウェアである。命令は、プロセッサによって実行されると、当該要素の機能を実行するようプロセッサに指示するよう動作可能である。命令は、プロセッサにより可読な記憶デバイスに格納されうる。記憶デバイスの例の一部は、デジタル若しくはソリッドステートのメモリ、磁気ディスク及び磁気テープといった磁気記憶媒体、ハードドライブ、又は光学的に可読なデジタルデータ記憶媒体である。

本発明を理解するために有益な、非限定的な実例を表す背景技術が、以下の段落において記載される。

本開示の一態様によれば、航空機（１９０２）の一部分のためのプリフォーム（１９４）を作製する方法（８００）が開示され、本方法は、
繊維強化材料の広幅物のシート（１１８）を獲得すること（８０２）と、
シート（１１８）を切り抜いて（８０４）、境界（１１９）を有するレイアップ片（１１６）を形成することと、
境界（１１９）を位置合わせすること（８０６）と、
レイアップ片（１１６）をレイアップパターン（１７４）に並べて（８０８）、プライ（１７５）を形成することと、
レイアップパターン（１７４）をレイアップマンドレル（１９０）上に移送する配置工程を実施すること（８１０）と、
レイアップマンドレル（１９０）の輪郭（１９２）に合うように、レイアップパターン（１７４）を成形すること（８１２）と、
を含む。

任意選択的に、レイアップ片（１１６）の境界（１１９）は互いに相補的である。

任意選択的に、配置工程を実施すること（８１０）が、レイアップマンドレル（１９０）において配置されるレイアップパターン（１７４）のレイアップ片（１１６）と、他のレイアップパターン（１７４）のレイアップ片（１１６）と、の間の互い違いになった継ぎ目を形成する。

任意選択的に、シート（１１８）を切り抜くこと（８０４）によって、共有される前縁角度及び共有される後縁角度を示すレイアップ片（１１６）が得られ、レイアップパターン（１７４）に並べられる間、レイアップ片（１１６）が互いに当接する。任意選択的に、境界（１１９）を位置合わせすること（８０６）が、共通の角度に対してレイアップ片（１１６）の前縁を配向することでレイアップ片（１１６）を回転させることを含む。

任意選択的に、境界（１１９）を位置合わせすること（８０６）が、共通の角度に対してレイアップ片（１１６）の後縁を配向することでレイアップ片（１１６）を回転させることを含む。

任意選択的に、各レイアップ片（１１６）が、レイアップパターン（１１９）の１ゾーン（９０２）を占める。

任意選択的に、レイアップパターン（１７４）が、翼外板（９００）のためのプライ（１７５）を形成する。

任意選択的に、レイアップパターン（１７４）を成形すること（８１２）が、配置する（８０６）工程を実施する間に、キャリア（１８０）を介してレイアップパターンに真空を適用することを含む。

任意選択的に、レイアップ片（１１６）をレイアップパターン（１７４）に並べること（８０８）は、レイアップ片（１１６）を翼外板（９００）のための少なくとも１つのプライ（１７５）の形状に並べることを含む。

任意選択的に、レイアップ片（１１６）をレイアップパターン（１７４）に並べること（８０８）は、レイアップ片（１１６）を胴体外板（１８５２）のための少なくとも１つのプライ（１７５）の形状に並べることを含む。

任意選択的に、獲得すること（８０２）、切り抜くこと（８０４）、並べること（８０６）、配置すること（８０８）、実施すること（８１０）、及び成形すること（８１２）という工程が、作業のパルスの後には一時停止が続くパルス方式で同期を取って稼働する組み立てライン（１００）のステーションを介して実施される。

任意選択的に、獲得すること（８０２）、切り抜くこと（８０４）、配置すること（８０６）、並べること（８０８）、実施すること（８１０）、及び成形すること（８１２）という工程が、タクトタイムに従って実施される。任意選択的に、タクトタイムが、１つ以上の供給線（１９１）と同期している。

任意選択的に、タクトタイムが、１つ以上の供給線（１９１）とは別個のものである。

任意選択的に、レイアップパターン（１７４）の配置工程を実施すること（８１０）が、ジャスト・イン・タイム（ＪＩＴ：Ｊｕｓｔ Ｉｎ Ｔｉｍｅ）方式で行われる。

任意選択的に、配置工程を実施する（８１０）前に、追加のレイアップパターン（１７４）をレイアップパターン（１７４）上に並べること（８０８）が行われる。

任意選択的に、本方法は、
プリフォーム（１９４）がレイアップマンドレル（１９０）において完成するまで、切り抜くこと（８０４）、配置すること（８０６）、並べること（８０８）、実施すること（８１０）、及び成形すること（８１２）を反復的に行うこと
をさらに含む。

任意選択的に、レイアップパターン（１７４）を成形すること（８１２）が、配置工程を実施する（８１０）ためのキャリア（１８０）によって実施される。

任意選択的に、本方法は、
複合材構造をゾーン（９０２）に分割すること（８５２）と、
ゾーン（９０２）のそれぞれのためにレイアップ片（１１６）を作製すること（８５４）と、
をさらに含む。
任意選択的に、各レイアップ片（１１６）が、レイアップパターン（１７４）の１ゾーン（９０２）を占める。

任意選択的に、本方法は、
レイアップパターン（１７４）の端部を、当該端部がレイアップマンドレル（１９０）のための別のレイアップパターン（１７４）に対して互い違いになるように、レイアップマンドレル（１９０）上に配置することをさらに含む。

任意選択的に、レイアップパターン（１７４）を移送すること（８５８）は、ピックアンドプレース（ＰＮＰ：Ｐｉｃｋ ａｎｄ Ｐｌａｃｅ）ステーション（１８１）を操作することを含む。

任意選択的に、レイアップ片（１１６）をレイアップパターン（１７４）に並べること（８５６）は、レイアップ片（１１６）を翼外板（９００）の形状に並べることを含む。

任意選択的に、レイアップ片（１１６）をレイアップパターン（１７４）に並べること（８５６）は、レイアップ片（１１６）を胴体外板（１８５２）の形状に並べることを含む。

任意選択的に、作製すること（８５４）、並べること（８５６）、移送すること（８５８）、及び圧縮すること（８６０）が、タクトタイムに従って実施される。任意選択的に、タクトタイムが、１つ以上の供給線（１９１）と同期している。任意選択的に、タクトタイムが、１つ以上の供給線（１９１）とは別個のものである。

任意選択的に、本方法は、
追加のレイアップパターン（１７４）をレイアップパターン（１７４）上に圧縮すること（８６０）をさらに含む。任意選択的に、追加のレイアップパターン（１７４）が、レイアップパターン（１７４）と互い違いになった継ぎ目を形成する。

任意選択的に、本方法は、
プリフォーム（１９４）がレイアップマンドレル（１９０）において完成するまで、分割すること（８５２）、作製すること（８５４）、並べること（８５６）、移送すること（８５８）、及び圧縮すること（８６０）を反復的に行うこと
をさらに含む。

本開示の一態様によれば、先行する実施例のいずれか１つの方法（８００）に記載のシステムを使用して組み立てられる、航空機（１９０２）の一部分が開示される。

本開示の一態様によれは、航空機（１９０２）の一部分のプリフォーム（１９４）を作製するためのシステム（１００）が開示され、本システムは、
繊維強化材料の広幅物（１１８－１）のシート（１１８）を獲得し、当該シートを切り抜いて、境界（１１９）を有する複数のレイアップ片（１１６）を形成する広幅物ステーション（１１０）と、
境界（１１９）を位置合わせする回転台（１５０）と、
回転台からのレイアップ片（１１６）をレイアップパターン（１７４）で保持するシャトル（１７０）と、
レイアップパターン（１７４）をレイアップマンドレル（１９０）上に移し、レイアップパターン（１７４）をレイアップマンドレル（１９０）の輪郭（１９２）と合うように成形する配置ステーション（１８１－１）と、
を備える。

任意選択的に、レイアップ片（１１６）の境界（１１９）は互いに相補的である。

任意選択的に、配置ステーション（１８１－１）が、レイアップマンドレル（１９０）において配置されるレイアップパターン（１７４）のレイアップ片（１１６）と、他のレイアップパターン（１７４）のレイアップ片（１１６）と、の間の互い違いになった継ぎ目（１７７）を形成する。

任意選択的に、レイアップパターン（１７４）が、翼外板（９００）のためのプライを形成する。

任意選択的に、広幅物ステーションが、シート対してカットを適用し、結果的に、共有される前縁（１９５）角度及び共有される後縁（１９７）角度を示すレイアップ片（１１６）が得られる。

任意選択的に、回転台（１５０）が、共通の角度に対してレイアップ片（１１６）の前縁（１９５）を配向することで、レイアップ片（１１６）を回転させる。

任意選択的に、各レイアップ片（１１６）が、レイアップパターン（１７４）の１ゾーン（９０２）を占める。

任意選択的に、配置ステーション（１８１－１）が、レイアップパターン（１７４）に真空を適用することで、レイアップパターン（１７４）を成形する。

任意選択的に、レイアップパターン（１７４）が、翼外板（９００）のための形状を形成する。

任意選択的に、レイアップパターン（１７４）が、胴体外板（１８５２）のための形状を形成する。

任意選択的に、レイアップパターン（１７４）が、繊維強化材料の広幅物（１１８－１）の複数のプライ（１７５）を含む。

任意選択的に、配置ステーション（１８１－１）が、レイアップ片（１１６）をジャスト・イン・タイム（ＪＩＴ：Ｊｕｓｔ Ｉｎ Ｔｉｍｅ）方式で配置する。

任意選択的に、配置ステーション（１８１－１）が、レイアップパターン（１７４）を成形しかつレイアップパターン（１７４）を移送するキャリア（１８０）を含む。

任意選択的に、プリフォーム（１９４）がレイアップマンドレル（１９０）において完成するまで、広幅物ステーション（１１０）、回転台（１５０）、シャトル（１７０）が反復的に稼働する。

本開示の一態様によれば、先行する実施例のいずれか１つに記載のシステムを使用した、航空機（１９０２）の一部分の作製が開示される。

本明細書に記載されているのは特定の実施形態であるが、本開示の範囲は、それら特定の実施形態に限定されるものではない。本開示の範囲は、以下の特許請求項の範囲によって規定される。

Claims (15)

1. 航空機（１９０２）の一部分のためのプリフォーム（１９４）を作製する方法（８００）であって、
   繊維強化材料の広幅物のシート（１１８）を獲得すること（８０２）と、
   前記シート（１１８）を切り抜いて（８０４）、境界（１１９）を有するレイアップ片（１１６）を形成することと、
   前記境界（１１９）を位置合わせすること（８０６）と、
   前記レイアップ片（１１６）をレイアップパターン（１７４）に並べて（８０８）、プライ（１７５）を形成することと、
   前記レイアップパターン（１７４）をレイアップマンドレル（１９０）上に移送する配置工程を実施すること（８１０）と、
   前記レイアップマンドレル（１９０）の輪郭（１９２）に合うように、前記レイアップパターン（１７４）を成形すること（８１２）と、
   を含み、
   前記切り抜くことは、翼外板（９００）の前縁（１９５）角度又は前記翼外板（９００）の後縁（１９７）角度に対応する角度で、前記シート（１１８）の全体幅に亘るストレートカット（１１３、１１５）を適用すること
   を含む、方法（８００）。
2. 前記レイアップ片（１１６）の前記境界（１１９）は互いに相補的である、請求項１に記載の方法（８００）。
3. 前記配置工程を実施すること（８１０）が、レイアップマンドレル（１９０）において配置されるレイアップパターン（１７４）のレイアップ片（１１６）と、他のレイアップパターン（１７４）のレイアップ片（１１６）と、の間の互い違いになった継ぎ目を形成する、請求項１又は２に記載の方法（８００）。
4. 前記シート（１１８）を切り抜くこと（８０４）によって、共有される前縁角度及び共有される後縁角度を示す前記レイアップ片（１１６）が得られ、前記レイアップパターン（１７４）に並べられる間、前記レイアップ片（１１６）が互いに当接する、請求項１、２又は３に記載の方法（８００）。
5. 前記境界（１１９）を位置合わせすること（８０６）は、共通の角度に対して前記レイアップ片（１１６）の前縁を配向することで前記レイアップ片（１１６）を回転させることを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法（８００）。
6. 前記境界（１１９）を位置合わせすること（８０６）は、共通の角度に対して前記レイアップ片（１１６）の後縁を配向することで前記レイアップ片（１１６）を回転させることを含み、及び／又は、
   共有される前記前縁角度と共有される前記後縁角度との和が１８０°と等しくなく、及び／又は、
   各レイアップ片（１１６）が、前記レイアップパターン（１１９）の１ゾーン（９０２）を占める、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法（８００）。
7. 前記レイアップパターン（１７４）が、翼外板（９００）のためのプライ（１７５）を形成し、及び／又は、
   前記レイアップパターン（１７４）を成形すること（８１２）が、前記配置する（８０６）工程を実施する間に、キャリア（１８０）を介して前記レイアップパターンに真空を適用することを含み、及び／又は、
   前記レイアップ片（１１６）を前記レイアップパターン（１７４）に並べること（８０８）が、前記レイアップ片（１１６）を翼外板（９００）のための少なくとも１つのプライ（１７５）の形状に並べることを含み、及び／又は、
   前記レイアップ片（１１６）を前記レイアップパターン（１７４）に並べること（８０８）が、前記レイアップ片（１１６）を胴体外板（１８５２）のための少なくとも１つのプライ（１７５）の形状に並べることを含み、及び／又は、
   獲得すること（８０２）、切り抜くこと（８０４）、配置すること（８０６）、並べること（８０８）、実施すること（８１０）、及び成形すること（８１２）という前記工程が、作業のパルスの後には一時停止が続きパルス方式で同期を取って稼働する組み立てライン（１００）のステーションを介して実施され、及び／又は、
   前記レイアップパターン（１７４）を成形すること（８１２）が、前記配置工程を実施する（８１０）ためのキャリア（１８０）によって実施され、及び／又は、
   前記レイアップパターン（１７４）の配置工程を実施すること（８１０）が、ジャスト・イン・タイム（ＪＩＴ：Ｊｕｓｔ Ｉｎ Ｔｉｍｅ）方式で行われ、及び／又は、
   前記配置工程を実施する（８１０）前に、追加のレイアップパターン（１７４）をレイアップパターン（１７４）上に並べること（８０８）、及び／又は、
   プリフォーム（１９４）が前記レイアップマンドレル（１９０）において完成するまで、切り抜くこと（８０４）、配置すること（８０６）、並べること（８０８）、実施すること（８１０）、及び成形すること（８１２）を反復的に行うこと
   をさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法（８００）。
8. 獲得すること（８０２）、切り抜くこと（８０４）、配置すること（８０６）、配置すること（８０８）、実施すること（８１０）、及び成形すること（８１２）という前記工程が、タクトタイムに従って実施される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法（８００）。
9. 前記タクトタイムが１つ以上の供給線（１９１）と同期しており、及び／又は、
   前記タクトタイムが、１つ以上の供給線（１９１）とは別個のものである、請求項８に記載の方法（８００）。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の方法（８５０）であって、
    複合材構造をゾーン（９０２）に分割すること（８５２）と、
    前記ゾーン（９０２）のそれぞれのためにレイアップ片（１１６）を作製すること（８５４）と、
    をさらに含み、及び／又は、
    各レイアップ片（１１６）が、前記レイアップパターン（１７４）の１ゾーン（９０２）を占め、及び／又は、前記レイアップパターン（１７４）を移送すること（８５８）が、ピックアンドプレース（ＰＮＰ：Ｐｉｃｋ ａｎｄ Ｐｌａｃｅ）ステーション（１８１）を操作することを含み、及び／又は、
    前記レイアップ片（１１６）を前記レイアップパターン（１７４）に並べること（８５６）が、前記レイアップ片（１１６）を翼外板（９００）の形状に並べることを含み、及び／又は、
    前記レイアップ片（１１６）を前記レイアップパターン（１７４）に並べること（８５６）が、前記レイアップ片（１１６）を胴体外板（１８５２）の形状に並べることを含み、及び／又は、
    前記方法は、
    プリフォーム（１９４）が前記レイアップマンドレル（１９０）において完成するまで、分割すること（８５２）、作製すること（８５４）、並べること（８５６）、移送すること（８５８）、及び圧縮すること（８６０）を反復的に行うこと含み、
    及び／又は、
    前記方法は、
    前記レイアップパターン（１７４）の端部を、当該端部が前記レイアップマンドレル（１９０）のための別のレイアップパターン（１７４）に対して互い違いになるように、前記レイアップマンドレル（１９０）上に配置すること、及び／又は、
    追加のレイアップパターン（１７４）を前記レイアップパターン（１７４）上に圧縮する（８６０）ことであって、好適には、前記追加のレイアップパターン（１７４）が前記レイアップパターン（１７４）と互い違いになった継ぎ目を形成する、圧縮する（８６０）こと
    をさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法（８５０）。
11. 前記作製すること（８５４）、前記並べること（８５６）、前記移送すること（８５８）、及び前記圧縮すること（８６０）が、タクトタイムに従って実施され、好適には、
    前記タクトタイムが、１つ以上の供給線（１９１）と同期しており、及び／又は、
    前記タクトタイムが、１つ以上の供給線（１９１）とは別個のものである、請求項１０に記載の方法（８５０）。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法（８００）に従って組み立てられた、航空機（１９０２）の一部分。
13. 航空機（１９０２）の一部分のプリフォーム（１９４）を作製するためのシステム（１００）であって、
    繊維強化材料の広幅物（１１８－１）のシート（１１８）を獲得し、当該シートを切り抜いて、境界（１１９）を有する複数のレイアップ片（１１６）を形成する広幅物ステーション（１１０）と、
    前記境界（１１９）を位置合わせする回転台（１５０）と、
    前記回転台からのレイアップ片（１１６）をレイアップパターン（１７４）で保持するシャトル（１７０）と、
    前記レイアップパターン（１７４）をレイアップマンドレル（１９０）上に移し、前記レイアップパターン（１７４）を前記レイアップマンドレル（１９０）の輪郭（１９２）と合うように成形する配置ステーション（１８１－１）と、
    を備え、
    前記シートを切り抜くことが、翼外板（９００）の前縁（１９５）角度又は前記翼外板（９００）の後縁（１９７）角度に対応する角度で、前記シート（１１８）の全体幅に亘るストレートカット（１１３、１１５）を適用することを含む、システム（１００）。
14. 前記レイアップ片（１１６）の前記境界（１１９）は互いに相補的であり、及び／又は、
    前記配置ステーション（１８１－１）が、前記レイアップマンドレル（１９０）において配置される前記レイアップパターン（１７４）のレイアップ片（１１６）と、他のレイアップパターン（１７４）のレイアップ片（１１６）と、の間の互い違いになった継ぎ目（１７７）を形成し、及び／又は、
    前記レイアップパターン（１７４）が、翼外板（９００）のためのプライを形成し、及び／又は、
    前記回転台（１５０）が、共通の角度に対して前記レイアップ片（１１６）の前縁（１９５）を配向することで、前記レイアップ片（１１６）を回転させ、及び／又は、
    共有される前記前縁角度と共有される前記後縁角度との和が１８０°と等しくなく、及び／又は、
    各レイアップ片（１１６）が、前記レイアップパターン（１７４）の１ゾーン（９０２）を占め、及び／又は、
    前記配置ステーション（１８１－１）が、前記レイアップパターン（１７４）に真空を適用することで、前記レイアップパターン（１７４）を成形し、及び／又は、
    前記レイアップパターン（１７４）が、翼外板（９００）のための形状を形成し、及び／又は、
    前記レイアップパターン（１７４）が、胴体外板（１８５２）のための形状を形成し、及び／又は、
    前記レイアップパターン（１７４）が、前記繊維強化材料の広幅物（１１８－１）の複数のプライ（１７５）を含み、及び／又は、
    前記配置ステーション（１８１－１）が、前記レイアップ片（１１６）をジャスト・イン・タイム（ＪＩＴ：Ｊｕｓｔ Ｉｎ Ｔｉｍｅ）方式で配置し、及び／又は、
    前記配置ステーション（１８１－１）が、前記レイアップパターン（１７４）を成形しかつ前記レイアップパターン（１７４）を移送するキャリア（１８０）を含み、及び／又は、
    プリフォーム（１９４）が前記レイアップマンドレル（１９０）において完成するまで、前記広幅物ステーション（１１０）、前記回転台（１５０）、前記シャトル（１７０）が反復的に稼働し、及び／又は、
    前記広幅物ステーションが、前記シート対してカットを適用し、結果的に、共有される前縁（１９５）角度及び共有される後縁（１９７）角度を示すレイアップ片（１１６）が得られる、請求項１３に記載のシステム（１００）。
15. 請求項１３又は１４に記載のシステム（１００）を使用した、航空機（１９０２）の一部分の作製。

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