JP2023035909A - 複合材成形装置、システム、及び方法 - Google Patents

複合材成形装置、システム、及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複合材部品を１プライずつ成形するための複合材成形装置、複合材成形システム、及び複合材構造体を作製するための方法を提供する。【解決手段】複合材成形装置１００は、エンドエフェクタ１０２と、前記エンドエフェクタに接続された成形部１０４と、前記成形部に接続されており、当該成形部を加熱する加熱要素１１２と、を含む。前記エンドエフェクタは、複合材プライ３１２に対して前記成形部を移動させて、成形ツール３０８上、又は先行成形複合材プライ上で、前記複合材プライを成形する。前記成形部は、伝導により前記複合材プライを加熱する。【選択図】図２

Description

本開示は、概して、複合材の製造に関し、より具体的には、複合材部品を１プライずつ成形するための装置、システム、及び方法に関する。
成形複合材構造体は、航空機やビークルなど、軽量且つ高強度であることが望まれる用途で一般的に使用されている。多くの場合、これらの用途では、成形した後に硬化させる必要がある輪郭付け部品（contoured parts）が利用される。従来の複合材構造体の成形、特に、比較的大型の複合材構造体、又は複雑な輪郭を有する複合材構造体の成形では、硬化の前に膨大な手作業が必要である。例えば、複合繊維プライ（例えば、予備含浸された繊維プライ又はドライファブリック）が、任意の形状を有する成形ツールやマンドレルの上に手作業で載置される。その後、この部品が硬化されるが、これには加熱及び加圧が用いられる場合が多い。こうして得られる部品は、成形ツールの形状に一致する。しかしながら、繊維プライのレイアップは、時間と手間がかかる。また、繊維プライは、成形ツールでの成形時に扱いが困難な場合がある。したがって、当業者は、複合材製造の分野において研究及び開発の努力を続けている。
本明細書においては、複合材を成形するための装置、複合材を成形するためのシステム、複合材を成形するための方法、及び複合材構造体の例が開示される。以下に、本開示による要部の非限定的な実施例を列挙するが、これらの実施例には、請求項に記載されているものと記載されていないものとがある。
一実施例において、本開示の複合材成形装置は、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに接続された成形部と、前記成形部に接続されており、当該成形部を加熱する加熱要素と、を含む。前記エンドエフェクタは、複合材プライに対して前記成形部を移動させて、成形ツール上、又は先行成形複合材プライ上で、前記複合材プライを成形する。前記成形部は、伝導により前記複合材プライを加熱する。
一実施例において、本開示の複合材成形システムは、移動機構と、前記移動機構に接続された前記複合材成形装置と、成形面を有する成形ツールと、を含む。前記移動機構は、前記成形ツールの前記成形面に対して前記複合材成形装置を選択的に配置する。加熱要素は、成形部を加熱する。前記成形部は、複合材プライが前記成形部によって前記成形ツール上、又は先行成形複合材プライ上で成形される前、伝導により前記複合材プライを加熱する。
一実施例において、本開示の方法は、前記複合材成形装置を使用して、成形ツール上で複合材積層体を形成するための方法である。
一実施例において、本開示の複合材構造体は、前記複合材成形装置を使用して、成形ツール上で形成される。
他の実施例において、本開示の複合材成形システムは、移動機構と、前記移動機構に接続されたエンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに接続された成形部と、前記成形部に接続された加熱要素と、を含む。前記エンドエフェクタは、複合材プライに対して前記成形部を選択的に移動させて、前記複合材プライに対して押圧力を加える。前記移動機構は、前記複合材プライに対して前記エンドエフェクタを選択的に移動させて、前記成形部を使用して成形ツールの一部分上、又は先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で、前記複合材プライの一部分を成形する。前記加熱要素は、前記成形部を加熱する。前記成形部からの熱は、伝導により前記複合材プライに伝達される。
他の実施例において、本開示の方法は、前記複合材成形システムを使用して、成形ツール上で複合材積層体を形成するための方法である。
他の実施例において、本開示の複合材構造体は、前記複合材成形システムを使用して、成形ツール上で形成される。
他の実施例において、本開示の方法は、（１）成形ツール又は先行成形複合材プライ上に複合材プライを配置することと、（２）エンドエフェクタを使用して、前記複合材プライに接触するように成形部を配置することと、（３）前記成形部に接続された加熱要素を使用して、前記成形部を加熱することと、（４）前記成形部を使用して、伝導により前記複合材プライの一部分を加熱することと、（５）前記成形部を使用して、前記複合材プライの前記部分を加熱している間、前記成形部を使用して、前記成形ツールの一部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で前記複合材プライの前記部分を成形することと、の各ステップを含む。
他の実施例において、本開示の方法は、（１）成形ツール上、又は当該成形ツール上に配置された先行成形複合材プライ上に複合材プライを載置することと、（２）前記成形ツールに対して、又は前記先行成形複合材プライに対して、前記複合材プライの一部分を押圧することと、（３）前記複合材プライのうち押圧される前記部分を伝導により局所的に加熱することと、（４）前記複合材プライの前記部分を押圧して局所的に加熱している間、前記成形ツールの一部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で、前記複合材プライの前記部分を成形することと、の各ステップを含む。
他の実施例において、本開示の複合材成形装置は、上記方法に従って操作される。
他の実施例において、本開示の複合材構造体は、上記方法に従って形成される。
他の実施例において、本開示の複合材構造体は、少なくとも一層の複合材プライを含む。前記少なくとも一層の複合材プライは、成形ツール上、又は当該成形ツール上に配置された先行成形複合材プライ上で成形されて、複合材積層体を形成する。前記成形部を使用して、前記成形ツールの一部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で前記複合材プライの一部分が成形されている間、前記複合材プライの前記部分は、伝導により複合材成形装置の成形部によって加熱される。前記複合材積層体は、硬化されて前記複合材構造体を形成する。
本開示の一態様によれば、複合材成形装置は、エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに接続された成形部と、前記成形部に接続されており、当該成形部を加熱する加熱要素と、を含み、前記エンドエフェクタは、複合材プライに対して前記成形部を移動させて、成形ツール上、又は先行成形複合材プライ上で、前記複合材プライを成形し、前記成形部は、伝導により前記複合材プライを加熱する。
有利には、前記複合材成形装置において、前記加熱要素は、前記成形部内に配置されている。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記加熱要素は、抵抗ヒータである。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記加熱要素は、誘導ヒータである。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記成形部は、袋状体を含み、前記袋状体は、膨張可能である。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記袋状体は、内面及び外面を含む筒状本体を含み、前記加熱要素は、前記内面に接続されるか、或いは、前記内面と前記外面との間に配置されている。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記成形部は、ワイパーを含む。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記成形部は、フィンガーを含む。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記成形部は、フルオロエラストマーで形成される。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記成形部は、シリコーンで形成される。
好ましくは、前記複合材成形装置は、前記成形部を冷却する冷却要素をさらに含み、前記複合材プライからの熱は、伝導により前記成形部に伝達される。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記冷却要素は、前記成形部内に配置されている。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記冷却要素は、前記成形部を貫通する流路と、前記流路を流れる流体と、を含む。
好ましくは、前記複合材成形装置は、前記成形部及び前記複合材プライのうちの少なくとも一方の温度を検出する温度センサをさらに含む。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記温度センサは、接触式温度センサである。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記温度センサは、非接触式温度センサである。
好ましくは、前記複合材成形装置は、前記加熱要素及び前記温度センサに接続された制御ユニットをさらに含み、前記制御ユニットは、前記温度センサから供給される温度信号、及び前記加熱要素に供給されるアンペア数のうちの少なくとも一方に基づいて、前記加熱要素を選択的に制御する。
好ましくは、前記複合材成形装置は、プライ支持部材をさらに含み、当該プライ支持部材は、前記成形ツール及び前記成形部に対して移動可能であって、前記複合材プライのうち、前記成形ツールの縁を越えて延出する部分を支持する。
好ましくは、前記複合材成形装置において、前記プライ支持部材は、伝導により前記複合材プライの前記部分を加熱する。
好ましくは、前記複合材成形装置は、押さえ部材をさらに含み、当該押さえ部材は、前記エンドエフェクタに対して移動可能であって、前記成形ツールに対して、又は前記先行成形複合材プライに対して前記複合材プライを押し付ける。
本開示の他の態様によれば、複合材成形システムは、移動機構と、前記移動機構に接続された、請求項１に記載の複合材成形装置と、成形面を有する前記成形ツールと、を含む。前記移動機構は、前記成形ツールの前記成形面に対して前記複合材成形装置を選択的に配置し、 前記加熱要素は、前記成形部を加熱し、前記成形部は、複合材プライが前記成形部によって前記成形ツールの前記成形面上、又は先行成形複合材プライ上で成形される前、伝導により前記複合材プライを加熱する。
また、上述の複合材成形装置を使用して、前記成形ツール上で複合材積層体を形成するための方法が開示される。
また、上述の複合材成形装置を使用して、前記成形ツール上で形成される複合材構造体が開示される。
本開示のさらに他の態様によれば、複合材成形システムは、移動機構と、前記移動機構に接続されたエンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに接続された成形部と、前記成形部に接続された加熱要素と、を含み、前記エンドエフェクタは、複合材プライに対して前記成形部を選択的に移動させて、前記複合材プライに対して押圧力を加え、前記移動機構は、前記複合材プライに対して前記エンドエフェクタを選択的に移動させて、前記成形部を使用して成形ツールの一部分上、又は先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で、前記複合材プライの一部分を成形し、前記加熱要素は、前記成形部を加熱し、前記成形部からの熱は、伝導により前記複合材プライに伝達される。
有利には、前記複合材成形システムは、プライ支持部材をさらに含み、当該プライ支持部材は、前記成形ツールに対して移動可能であって、前記複合材プライのうち、前記成形ツールの縁を越えて延出する前記部分を支持する。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記プライ支持部材は、伝導により前記複合材プライの前記部分を加熱する。
好ましくは、前記複合材成形システムは、前記移動機構に接続された第２エンドエフェクタと、前記第２エンドエフェクタに接続された第２成形部と、前記第２成形部に接続された第２加熱要素と、をさらに含み、前記第２エンドエフェクタは、前記複合材プライに対して前記第２成形部を選択的に移動させて、前記複合材プライに対して第２押圧力を加え、前記移動機構は、前記複合材プライに対して前記第２エンドエフェクタを選択的に移動させて、前記第２成形部を使用して前記成形ツールの第２部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも第２部分上で、前記複合材プライの第２部分を成形し、前記第２加熱要素は、前記第２成形部を加熱し、前記第２成形部からの熱は、伝導により前記複合材プライに伝達される。
好ましくは、前記複合材成形システムは、第２プライ支持部材をさらに含み、当該第２プライ支持部材は、前記成形ツールに対して移動可能であって、前記複合材プライのうち、前記成形ツールの第２縁を越えて延出する前記第２部分を支持する。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記第２プライ支持部材は、伝導により前記複合材プライの前記第２部分を加熱する。
好ましくは、前記複合材成形システムは、前記移動機構に接続する押さえ部材をさらに含み、前記押さえ部材は、前記移動機構に対して移動可能であって、前記成形ツールに対して、又は前記先行成形複合材プライに対して前記複合材プライを押し付ける。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記加熱要素は、前記成形部内に配置されており、前記第２加熱要素は、前記第２成形部内に配置されている。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記加熱要素及び前記第２加熱要素のうちの少なくとも一方は、抵抗ヒータである。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記加熱要素及び前記第２加熱要素のうちの少なくとも一方は、誘導ヒータである。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記成形部及び前記第２成形部のうちの少なくとも一方は、袋状体を含み、前記袋状体は、膨張可能である。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記成形部及び前記第２成形部のうちの少なくとも一方は、ワイパーを含む。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記成形部及び前記第２成形部のうちの少なくとも一方は、フィンガーを含む。
好ましくは、前記複合材成形システムは、前記成形部を冷却する冷却要素と、前記第２成形部を冷却する第２冷却要素と、をさらに含み、前記複合材プライからの熱は、伝導により前記成形部に伝達され、前記複合材プライからの熱は、伝導により前記第２成形部に伝達される。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記冷却要素は、前記成形部内に配置されており、前記第２冷却要素は、前記第２成形部内に配置されている。
好ましくは、前記複合材成形システムは、前記成形部及び前記複合材プライのうちの少なくとも一方の温度を検出する温度センサと、前記第２成形部及び前記複合材プライのうちの少なくとも一方の温度を検出する第２温度センサと、をさらに含む。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記温度センサ及び前記第２温度センサのうちの少なくとも一方は、接触式温度センサである。
好ましくは、前記複合材成形システムにおいて、前記温度センサ及び前記第２温度センサのうちの少なくとも一方は、非接触式温度センサである。
好ましくは、前記複合材成形システムは、前記加熱要素、前記温度センサ、前記第２加熱要素、及び前記第２温度センサに接続された制御ユニットをさらに含み、前記制御ユニットは、前記温度センサから供給される温度信号、及び前記加熱要素に供給されるアンペア数のうちの少なくとも一方に基づいて、前記加熱要素を選択的に制御し、前記制御ユニットは、前記第２温度センサから供給される第２温度信号、及び前記第２加熱要素に供給される第２アンペア数のうちの少なくとも一方に基づいて、前記第２加熱要素を選択的に制御する。
好ましくは、前記複合材成形システムは、複数のエンドエフェクタであって、各々が前記移動機構に接続された複数のエンドエフェクタと、複数の成形部であって、各々が前記複数のエンドエフェクタのうちの対応する１つに接続された複数の成形部と、複数の加熱要素であって、各々が前記複数の成形部のうちの対応する１つに接続された複数の加熱要素と、をさらに含み、前記複数のエンドエフェクタの各々は、前記複合材プライに対して前記複数の成形部のうちの対応する１つを選択的に移動させて、前記複合材プライに対して前記押圧力を加え、前記移動機構は、前記複合材プライに対して前記複数のエンドエフェクタの各々を選択的に移動させて、前記複数の成形部のうちの対応する１つを使用して、前記成形ツールの一部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で、前記複合材プライの一部分を成形し、前記複数の加熱要素の各々は、前記複数の成形部のうちの対応する１つを加熱し、前記複数の成形部からの熱は、伝導により前記複合材プライに伝達される。
また、前記複合材成形システムを使用して、前記成形ツール上で複合材積層体を形成するための方法が開示される。
また、前記複合材成形システムを使用して、前記成形ツール上で形成される複合材構造体が開示される。
本開示のさらに他の態様によれば、複合材構造体を作製するための方法は、成形ツール又は先行成形複合材プライ上に複合材プライを配置することと、エンドエフェクタを使用して、前記複合材プライに接触するように成形部を配置することと、前記成形部に接続された加熱要素を使用して、前記成形部を加熱することと、前記成形部を使用して、伝導により前記複合材プライの一部分を加熱することと、前記成形部を使用して、前記複合材プライの前記部分を加熱している間、前記成形部を使用して、前記成形ツールの一部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で前記複合材プライの前記部分を成形することと、の各ステップを含む。
有利には、前記方法は、前記成形部に接続された冷却要素を使用して、前記成形部を冷却することと、前記複合材プライの前記部分を成形した後、前記成形部を使用して、伝導により前記複合材プライの前記部分を冷却することと、をさらに含む。
好ましくは、前記方法は、前記温度センサを使用して、前記成形部及び前記複合材プライのうちの少なくとも一方の温度を検出することと、前記温度センサから供給される温度信号、及び前記加熱要素に供給されるアンペア数のうちの少なくとも一方に基づいて、前記成形部及び前記複合材プライのうちの少なくとも一方の温度を選択的に制御することと、をさらに含む。
好ましくは、前記方法は、前記成形部を使用して、前記成形ツールの前記部分上で、前記複合材プライのうち、前記成形ツールの縁を越えて延出する前記部分を成形する前、前記プライ支持部材を使用して、前記複合材プライの前記部分を支持することをさらに含む。
好ましくは、前記方法は、前記成形部を使用して、前記成形ツールの前記部分上で前記複合材プライの前記部分を成形する前、前記プライ支持部材を使用して、伝導により前記複合材プライの前記部分を加熱することと、前記成形ツールを使用して、伝導により前記成形部の反対側の前記複合材プライの前記部分を加熱することと、のうちの少なくとも１つをさらに含む。
好ましくは、前記方法は、第２エンドエフェクタを使用して、前記複合材プライに接触するように第２成形部を配置することと、前記第２成形部に接続された第２加熱要素を使用して、前記第２成形部を加熱することと、前記第２成形部を使用して、伝導により前記複合材プライの第２部分を加熱することと、前記第２成形部を使用して、前記複合材プライの前記第２部分を加熱している間、前記第２成形部を使用して、前記成形ツールの第２部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも第２部分上で、前記複合材プライの前記第２部分を成形することと、をさらに含む。
好ましくは、前記方法は、前記第２成形部に接続された第２冷却要素を使用して、前記第２成形部を冷却することと、前記複合材プライの前記第２部分を成形した後、前記第２成形部を使用して、伝導により前記複合材プライの前記第２部分を冷却することと、をさらに含む。
好ましくは、前記方法は、少なくとも一層の前記複合材プライを含む前記複合材積層体を、前記成形ツール上で形成することと、前記複合材積層体を硬化させて前記複合材構造体を形成することと、をさらに含む。
上記方法に従って操作される複合材成形装置。
上記方法に従って形成される複合材構造体。
本開示のさらに他の態様によれば、複合材構造体を作製するための方法は、成形ツール上、又は当該成形ツール上に配置された先行成形複合材プライ上に複合材プライを載置することと、前記成形ツールに対して、又は前記先行成形複合材プライに対して、前記複合材プライの一部分を押圧することと、前記複合材プライのうち押圧される前記部分を伝導により局所的に加熱することと、前記複合材プライの前記部分を押圧して局所的に加熱している間、前記成形ツールの一部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で、前記複合材プライの前記部分を成形することと、の各ステップを含む。
有利には、前記方法は、前記複合材プライの前記部分を成形した後、伝導により前記複合材プライの前記部分を局所的に冷却することをさらに含む。
好ましくは、前記方法は、前記複合材プライの温度を検出することと、前記複合材プライの前記部分を成形している間、前記複合材プライの前記温度を選択的に制御することと、をさらに含む。
好ましくは、前記方法は、前記成形ツールの前記部分上で、前記複合材プライのうち、前記成形ツールの縁を越えて延出する前記部分を成形する前、前記複合材プライの前記部分を支持することをさらに含む。
好ましくは、前記方法は、前記成形ツールに対して前記複合材プライの前記部分を押圧する前、伝導により前記複合材プライの前記部分を加熱することをさらに含む。
好ましくは、前記方法は、前記成形ツールに対して、又は当該成形ツール上に配置された前記先行成形複合材プライに対して、前記複合材プライの第２部分を押圧することと、前記複合材プライのうち押圧される前記第２部分を伝導により局所的に加熱することと、前記複合材プライの前記第２部分を押圧して局所的に加熱している間、前記成形ツールの第２部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも第２部分上で、前記複合材プライの前記第２部分を成形することと、をさらに含む。
好ましくは、前記方法は、前記複合材プライの前記第２部分を成形した後、伝導により前記複合材プライの前記第２部分を局所的に冷却することをさらに含む。
好ましくは、前記方法は、少なくとも一層の前記複合材プライを含む前記複合材積層体を、前記成形ツール上で形成することと、前記成形ツール上で前記複合材積層体を硬化させて前記複合材構造体を形成することと、をさらに含む。
上記方法に従って形成される複合材構造体。
複合材構造体は、少なくとも一層の複合材プライを含み、前記少なくとも一層の複合材プライは、成形ツール上、又は当該成形ツール上に配置された先行成形複合材プライ上で成形されて、複合材積層体を形成し、前記成形部を使用して、前記成形ツールの一部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で前記複合材プライの一部分が成形されている間、前記複合材プライの前記部分は、伝導により複合材成形装置の成形部によって加熱され、前記複合材積層体は、硬化されて前記複合材構造体を形成する。
有利には、前記複合材構造体において、前記複合材プライの前記部分が、成形ツールの前記部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で成形された後、前記複合材プライの前記部分は、伝導により前記成形部によって冷却される。
本開示の複合材成形装置、複合材成形システム、複合材を成形するための方法、及び複合材構造体のその他の例は、以下の詳細な説明、添付図面、及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
複合材成形システムの例を示す概略ブロック図である。 複合材成形システムの一部の例を示す概略立面図である。 複合材成形システムの一部の例を示す概略立面図である。 複合材成形システムにおける複合材成形装置の一部の例を示す概略立面図である。 複合材成形システムにおける複合材成形装置の一部の例を示す概略立面図である。 複合材成形システムにおける複合材成形装置の一部の例を示す概略立面図である。 複合材成形システムの一例を示す概略斜視図である。 複合材成形システムの一例を示す概略立面図である。 複合材成形システム及び成形ツールの例を示す概略立面図である。 複合材成形システムの一部の例を示す概略立面図である。 複合材成形システムにおける複数の複合材成形装置の例を示す概略斜視図である。 複合材成形システムにおける複数の第２複合材成形装置の例を示す概略斜視図である。 複合材を成形するための方法の例を示すフローチャートである。 航空機の製造及び保守方法の一例を示すフローチャートである。 航空機の例を示す概略図である。
全体として図１～図１２を参照すると、例として、本開示は、複合材製造作業の際に成形ツール上で複合材を成形するための複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００に関する。全体としては図１～１２を参照し、具体的には図１３を参照すると、例として、本開示はまた、複合材製造作業の際に成形ツール上で複合材を成形するための方法１０００に関する。１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００、複合材成形システム３００、及び方法１０００の実施態様は、成形ツール上に所定数の複合材プライを個々に載置して、当該成形ツール上で複合材積層体を作製するために利用される。作製された積層体は、成形ツール上で硬化されて、複合材構造体を形成する。
図１を参照すると、複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００の実施例は、成形ツール３０８上で複合材積層体３２８を自動で、或いは少なくとも部分的に自動で作製することを可能にする。この複合材積層体３２８は、次に（例えば、オーブンやオートクレーブを用いて）熱及び／又は圧力を加えることにより硬化され、複合材構造体３１４が製造される。より具体的には、複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００の実施例は、複合材積層体３２８を製造するために、成形ツール３０８の成形面３１０上で少なくとも１つの複合材プライ３１２を自動で、或いは少なくとも部分的に自動で押圧及び成形することを可能にする。
本開示において、「複合材プライ３１２」なる用語は、概して、複合材積層体３２８の少なくとも一部を構成し、及び／又は複合材成形装置１００や複合材成形システム３００を使用して能動的に加熱及び成形される複合材プライを指す。本明細書において後述するように、成形ツール３０８上で複数の複合材プライを順次加熱及び成形して、複合材積層体３２８を作製することができる。１つ以上の実施例においては、成形ツール３０８の成形面３１０に直接接触させて第１複合材プライを成形し、当該第１複合材プライに接触させて第２複合材プライを成形し、当該第２複合材プライに接触させて第３複合材プライを成形し、このようにして、複合材積層体３２８が完成するまで複合材プライが順次成形される。このように、本開示においては、「先行成形複合材プライ３１２－１」（例えば、図３を参照）は、成形面３１０上に直接配置されているか、或いは先に成形された複合材プライの上に配置されているかに関わらず、先に加熱及び成形された複合材プライを指す。したがって、本明細書で説明するように、複合材プライ３１２は、成形ツール３０８の成形面３１０上で成形されてもよいし（例えば、図２を参照）、先行成形複合材プライ３１２－１上で成形されてもよい。
プライ成形プロセス及び／又は積層体成形プロセスの自動化によって、従来の複合材製造と比較して、処理時間を削減すること、労力及びコストを削減すること、及び／又は、完成後の複合材構造体に不整合をもたらす可能性のあるプロセスのばらつき（例えば、ヒューマンエラー）を低減することができる。１つ以上の実施態様において、複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００は、複合材料（例えば、プリプレグ、ドライファイバ、多軸ノンクリンプファブリック）を１プライずつ載置（例えば、レイアップ）して、成形ツール３０８で複合材積層体３２８を作製することを可能にする。１つ以上の実施態様において、複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００は、複合材プライを予め重ねたスタック（pre-collated stack）の全厚保を形成することができる。レイアップ後に、複合材積層体３２８を、例えば成形ツール３０８上で硬化させることにより、複合材構造体３１４が形成される。プライ毎の成形により、大型の複合材構造体、厚みの大きい複合材構造体、及び／又は複雑な輪郭を有する複合材構造体を容易に製造することができる。また、プライ毎の成形により、従来の複合材製造と比較して、複合材構造体内でのプライの座屈やシワを低減することができる。
特定の実施形態において、本開示の複合材成形装置１００、複合材成形システム３００、及び方法１０００は、ホットドレープせん断成形処理（hot drape shear forming operation）における炭素繊維材料の加熱硬化を容易に行うことができる。したがって、１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００は、ホットドレープせん断成形マシンの形態をとることができる。１つ以上の実施例において、本開示の原理は、熱可塑性ファブリック層を含むファブリック、構造層の間に感熱層が配置されたファブリック、及び／又はマトリックス結合剤が注入されたファブリックに適用可能である。
図１～図３を参照すると、複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００は、成形ツール３０８の成形面３１０の上又はその上方で、或いは先行成形複合材プライ３１２－１の上又は上方で、複合材プライ３１２を押圧（例えば、圧力や力を付与）及び成形（例えば、処理）するよう動作する。さらに、複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００は、複合材プライ３１２における押圧及び成形対象の局所領域に熱を直接伝達（例えば、局所的に加熱）するよう動作する。
１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００は、複合材プライ３１２の押圧及び成形の直前及び／又はその間、複合材プライ３１２の局所領域を直接加熱する。例えば、複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００は、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２の一部分を押圧及び成形する前に、複合材プライ３１２の当該一部分を成形温度まで予め加熱する。
複合材プライ３１２を加熱して到達させる成形温度は、限定するものではないが、使用される複合材料の種類（例えば、プリプレグ、ドライプリフォーム、多軸ノンクリンプファブリック、一方向テープなど）、成形ツール３０８の幾何形状（geometry）、及び他の処理上の制約など、所定数の要因に依存して決まる。概して、成形温度は、室温より高く、複合材積層体３２８の硬化温度より低い。複合材プライ３１２を加熱することにより、複合材プライ３１２を軟化させ、複合材プライ３１２を成形ツール３０８の成形面３１０上で処理することが可能な状態になるので、複合材プライ３１２を成形ツール３０８の形状により適合させることができる。
１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００及び複合材成形システム３００は、次に、複合材プライ３１２の全体にわたって均等に押圧力１４４（例えば、図２及び図３を参照）を加えて、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形する。複合材成形装置１００は、複合材プライ３１２に沿って移動し、移動の際の速度、圧力、及び／又は角度を成形ツール３０８の様々な形状に対応して可変的及び／又は選択的に制御するので、気泡、シワ、又は他の不整合及び不一致を低減又は排除して複合材プライ３１２を成形することができる。押圧及び成形の直前及び／又はその間に複合材プライ３１２を加熱することにより、複合材プライ３１２の接着性、即ち粘着性が向上するので、複合材プライ３１２は、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１（例えば、先に成形された下側の複合材プライ）上の所定位置に留まる能力を高めることができる。
１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２は、複合材料からなる単一のプライを含み、これが複合材積層体３２８の厚みにおける一層分を構成する。他の実施例において、複合材プライ３１２は、複合材料からなる複数のプライ（例えばスタック）を含み、これが複合材積層体３２８の厚みにおける複数層分を構成する。さらに他の実施例において、複合材プライ３１２は、複合材料からなる複数のプライ、又は、予め重ねられた複数の複合材プライのスタックを含み、これが複合材積層体３２８の全厚を構成する。したがって、本開示全体を通して、「複合材プライ」という用語は、別段の断りが無い限り、複合材積層体３２８の厚みの一部又は全体を構成する複合材料の所定数のプライ又は層を指す。また、複合材プライ３１２のことを、複合材パッチ（patch）、複合材プリフォーム、又は複合材チャージ（composite charge）と呼ぶ場合もある。
複合材料は、様々なプライ角度、又は繊維配向のうちの任意の１つを有する様々な適切な種類の複合材料のうちの任意の１つの形態をとることができる。成形装置１００、成形システム３００、及び方法１０００は、複合材プライ３１２の加熱及び成形に用いられる。
１つ以上の実施例において、複合材料は、ドライファブリックとも呼ばれる繊維強化材を含む。これらの実施例において、複合材積層体３２８は、ドライファイバ強化材からなる所定数の複合材プライ３１２で形成され、ドライプリフォームとも呼ばれる。１つ以上の実施例において、成形装置１００、成形システム３００、及び方法１０００は、熱可塑性又は熱硬化性のベールや編地を有するドライファイバ強化材を含む複合材プライ３１２の加熱に用いられる。これらの実施例において、複合材積層体３２８は、例えば、成形ツール３０８上で一体化（consolidated）される。レイアップ及び一体化の後、複合材積層体３２８にマトリックス材料（例えば、樹脂）が注入され、硬化される。マトリックス材料の注入及び／又は硬化は、複合材積層体３２８が成形ツール３０８上にある状態で行われてもよいし、マトリックス材料の注入及び／又は硬化のための専用のツールに搬送して行ってもよい。
ある特定の実施例において、複合材プライ３１２は、熱可塑性ベール及び熱可塑性編み目を含む多軸ノンクリンプファブリックである。１つ以上の実施例において、多軸ノンクリンプファブリックは、複数の繊維配向で重ね合わせた複数の繊維層を含み、各層の間には、補強用ベールが挟み込まれている。これらの層は、編み糸で一体化されている。他の実施例では、多軸ノンクリンプファブリックのベールは省略されている。他の実施例において、多軸ノンクリンプファブリックは、結合剤を含む。多軸ノンクリンプファブリックは、１つのみの繊維配向を有する構成、又は多軸の繊維方向を有する構成が可能であり、例えば、いくつかの繊維配向の繰り返しを含め、最大で８つの繊維方向が可能である。複合材プライ３１２を押圧及び成形する直前及び／又はその間に当該複合材プライ３１２を加熱することにより、熱可塑性ベールを軟化させて、複合材プライ３１２の成形性を高めることができる。また、複合材プライ３１２を押圧及び成形する直前及び／又はその間に当該複合材プライ３１２を加熱することにより、編み目が軟化又は溶融して、熱可塑性ベールの粘着性が向上するため、成形ツール３０８の成形面３１０、又は先行成形複合材プライ３１２－１（例えば、成形ツール３０８上で先に形成された他の複合材プライ）に対する複合材プライ３１２の接着性を高めることができる。例えば、複合材プライ３１２を加熱することにより、複合材プライ３１２に粘着性をもたせて所望の形状に成形することが容易になる。また、複合材プライ３１２を加熱することにより、複合材プライ３１２のドレープ性、すなわち、成形ツール３０８又は先行成形複合材プライ３１２－１に沿う性質を向上させることができる。
１つ以上の実施例において、複合材料は、プリプレグ又はウェットプリフォームとも呼ばれる、マトリックスが含浸された繊維強化材を含む。これらの実施例において、複合材積層体３２８は、樹脂マトリックスが含浸された一方向複合材テープを複数回往復させるなどして、所定数のプリプレグの複合材プライ３１２を積層することによって形成される。１つ以上の実施例において、成形装置１００、成形システム３００、及び方法１０００は、プリプレグ複合材料を含む複合材プライ３１２の加熱に用いられ、熱硬化性プリプレグ複合材料であれば、約３５０°Ｆ（１７６℃）の範囲の温度に加熱し、熱可塑性プリプレグ複合材料であれば、約８００°Ｆ（４２６℃）まで加熱する。複合材プライ３１２を押圧及び成形する直前及び／又はその間に複合材プライ３１２を加熱することにより、成形される複合材プライ３１２に含まれる樹脂マトリックスの粘度を変化させる（例えば、高める）ことができるので、成形面３１０により正確に沿った成形を行うこと、及び／又は成形面３１０や先行成形複合材プライ３１２－１に対する粘着性を高めることができる。また、複合材プライ３１２を加熱することにより、複合材プライ３１２のドレープ性、すなわち、成形ツール３０８又は先行成形複合材プライ３１２－１に沿う性質を向上させることができる。なお、過小な加熱と過大な加熱との間の範囲は比較的狭く、また、成形プロセスにおいて複合材プライ３１２の完全な溶融や硬化を生じさせないことが望ましい。
複合材積層体３２８は、成形ツール３０８上で成形される。複合材積層体３２８は、所定数の複合材プライ３１２を含むか、当該複合材プライで構成される。さらに、１つ以上の実施例において、複合材積層体３２８を成形ツール３０８上で硬化させることにより、複合材構造体３１４が作製される。したがって、１つ以上の実施例において、成形ツール３０８は、レイアップ用のツール（例えば、マンドレル）としての機能と硬化用のツールとしての機能とを兼ねており、二重の目的に用いられる。
他の実施例において、成形ツール３０８は、レイアップ用のツール、すなわちマンドレルとしてのみ機能する。そのような実施例では、複合材積層体３２８の作製後、複合材積層体３２８が成形ツール３０８から専用の硬化ツール（図示略）へと搬送される。その後、複合材積層体３２８を硬化ツール上で硬化させることにより、複合材構造体３１４が作製される。
成形ツール３０８は、成形ツール３０８上で成形される複合材積層体３２８の形状を画定し、ひいては、成形ツール３０８上で硬化される複合材構造体３１４の形状を画定する。一実施例において、成形面３１０は、複合材積層体３２８の内側成形輪郭（inner mold line: IML）面の形状に対応し、これを画定する。これらの実施例において、複合材成形装置１００は、各複合材プライ３１２の外側成形輪郭（outer mold line: OML）面を順次成形して、最終的に複合材積層体３２８を完成させる。他の実施例において、成形面３１０は、複合材積層体３２８の外側成形輪郭（ＯＭＬ）面の形状に対応し、これを画定する。これらの実施例において、複合材成形装置１００は、各複合材プライ３１２の内側成形輪郭（ＩＭＬ）面を順次成形して、最終的に複合材積層体３２８を完成させる。
１つ以上の実施例において、成形ツール３０８は、製造する複合材構造体３１４に応じて、様々な形状のうちの任意のものを有する。一例として、成形ツール３０８は、ストリンガ成形ツールであり、複合材構造体３１４は、複合材ストリンガである。別の例として、成形ツール３０８は、スパー成形ツールであり、複合材構造体３１４は、複合材スパーである。別の例として、成形ツール３０８は、パネル成形ツールであり、複合材構造体３１４は、複合材パネルである。
引き続き図１～図３を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を押圧及び成形している間、伝導により当該複合材プライ３１２を能動的に加熱する。１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、エンドエフェクタ１０２と、成形部１０４と、加熱要素１１２とを含む。成形部１０４は、エンドエフェクタ１０２に接続されている。加熱要素１１２は、成形部１０４に接続されている。加熱要素１１２は、成形部１０４を加熱する。エンドエフェクタ１０２は、複合材プライ３１２に対して成形部１０４を移動させて、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形する。１つ以上の実施例において、成形部１０４は、（例えば、図２に示すように）成形ツール３０８の成形面３１０に対して複合材プライ３１２を押し付け、及び／又は撫で付ける（sweep）。１つ以上の実施例において、成形部１０４は、（例えば、図３に示すように）先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２を押し付け、及び／又は撫で付ける。成形部１０４は、伝導により複合材プライ３１２を能動的に加熱する。成形部１０４は、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が成形される前及び／又はその間、当該複合材プライ３１２を加熱する。
１つ以上の実施例において、エンドエフェクタ１０２は、成形ツール３０８に対して成形部１０４を相対配置するために、当該成形ツール３０８に対して選択的に移動（例えば、直線移動、回転移動、及び／又は軸外移動）可能である。成形部１０４は、エンドエフェクタ１０２と共に移動する。したがって、エンドエフェクタ１０２の移動により、成形部１０４が複合材プライ３１２に沿って移動して、成形ツール３０８の成形面３１０上（例えば、図２を参照）、又は先行成形複合材プライ３１２－１上（例えば、図３を参照）で複合材プライ３１２を成形する。
図２及び図３を参照すると、１つ以上の実施例において、エンドエフェクタ１０２は、１つ以上の軸に沿って直線的に移動可能である（例えば、水平軸及び／又は垂直軸に沿って並進する）。一例として、エンドエフェクタ１０２は、複合材プライ３１２が載置（例えば、成形及び押圧）される際、成形ツール３０８に対して接近又は離間するように直線的に（例えば、水平方向に）移動する（図２に示す方向矢印３６２を参照）。別の例として、エンドエフェクタ１０２は、複合材プライ３１２が載置される際、成形ツール３０８の長さ方向に沿って直線的に（水平方向に）移動する。別の例として、エンドエフェクタ１０２は、複合材プライ３１２が載置される際、成形ツール３０８の高さに沿って直線的に（例えば、垂直方向に）移動する（例えば、図２に示す方向矢印３６４を参照）。別の例として、エンドエフェクタ１０２は、複合材プライ３１２が載置される際、成形ツール３０８に対して直線的に（例えば、軸外に）移動する（例えば、図２に示す方向矢印３６６を参照）。
１つ以上の実施例において、エンドエフェクタ１０２は、１つ以上の軸周りに回転移動することができる（例えば、水平軸及び／又は垂直軸を中心として回転する）。一例として、エンドエフェクタ１０２は、複合材プライ３１２が載置される際、成形ツール３０８に対して（例えば、水平軸を中心として）回転移動する（例えば、図２に示す方向矢印３４４を参照）。
再び図１～図３を参照すると、１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、成形部１０４を加熱するために、成形部１０４と熱的に直接結合している。１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、成形部１０４内に配置される。
１つ以上の実施例において、成形部１０４は、本体１０８と界面１４６とを含む（例えば、図２及び図３を参照）。本体１０８は、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形し、成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２を押圧するのに適した任意の成形部材の形態をとる。界面１４６は、複合材プライ３１２の押圧及び成形中、複合材プライ３１２に接触する。
１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、本体１０８内に配置される。１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、本体１０８内に設けられるか、或いはこの内部に接続される。例えば、本体１０８は、材料層の積層体で形成することが可能であり、加熱要素１１２は、当該積層体の材料層の間に設けられる。なお、成形部１０４の本体１０８、及び加熱要素１１２の構成及び構造は、他にも考えられる。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、抵抗ヒータ１１４を含むか、或いはこの形態をとる。抵抗ヒータ１１４は、迅速で効率的な加熱と、簡易な温度制御を行うことができる。抵抗ヒータ１１４は、成形部１０４（例えば、本体１０８内）に接続される抵抗加熱要素を含む。電流が抵抗加熱要素を流れることにより、抵抗ヒータ１１４を加熱することができる。抵抗ヒータ１１４（例えば、抵抗加熱要素）の例としては、限定するものではないが、金属抵抗線、セラミック加熱要素、半導体、厚膜ヒータ、導電性ＰＴＣゴム（例えば、カーボンナノ粒子を含んだポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ））などが挙げられる。
引き続き図１を参照すると、１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、誘導ヒータ１１６を含むか、或いはこの形態をとる。誘導ヒータ１１６は、迅速で一定且つ効率的な加熱と、精密な温度制御を行うことができる。誘導ヒータ１１６は、成形部１０４（例えば、本体１０８内）に接続された導体（例えば、導電材料）と、電磁石と、当該電磁石に高周波交流電流を流す電子発振器とを含む。急速に交番する磁場が導体を貫通し、当該導体内で電流を発生させると、ジュール加熱により当該導体が加熱される。
引き続き図１を参照すると、１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、熱交換器１５２を含むか、或いはこの形態をとる。熱交換器１５２は、気体又は液体を利用して成形部１０４を加熱する。
図４～図６を参照すると、１つ以上の実施例において、加熱要素１１２（例えば、熱交換器１５２）は、成形部１０４（例えば、本体１０８）を貫通する流路１２６と、当該流路１２６を通過する流体１２８とを含むか、或いはこの形態をとる。熱は、本体１０８に形成された流路１２６を流れる流体１２８から成形部１０４の本体１０８に伝達され、その後、成形部１０４の本体１０８から複合材プライ３１２へと伝達される。流体１２８は、気体（例えば、空気）であってもよいし、液体（例えば、水）であってもよい。１つ以上の実施例において、流体１２８は加熱される。
他の実施例において、加熱要素１１２は、他の様々な種類の適切なヒータのうちの任意のヒータである。
本開示において、複合材プライ３１２を載置する、複合材プライ３１２をレイアップするなどの表現は、概して、成形ツール３０８上又は先行成形複合材プライ３１２－１上に複合材プライ３１２を位置付け（例えば、配置）すること、成形面３１０の上方、又は先行成形複合材プライ３１２－１の上方で複合材プライ３１２を成形すること、及び／又は成形面３１０に対して、或いは先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２を押圧することを指す。一般的には、レイアップ（laying up）とは、複合材積層体を１プライずつ積み重ねる（例えば、レイアップする）ことにより、複合材積層体を形成することを指す。一般的には、載置する（laying down）とは、ツールやモールドの表面、又は先に載置されたプライに１つ又は複数のプライを載置して複合材積層体を敷設することを指す。
したがって、本開示において、成形ツール３０８上に複合材プライ３１２を載置する、成形ツール３０８上に複合材プライ３１２をレイアップする、成形ツール３０８上に複合材プライ３１２を配置（例えば、載置）する、成形ツール３０８の上方で複合材プライ３１２を成形する、成形ツール３０８に対して複合材プライ３１２を押圧する、などの表現は、別段の断りが無い限り、（１）複合材プライ３１２が、成形ツール３０８の成形面３１０に対して直接配置、押圧、及び／又は成形される最初の複合材プライである場合（例えば、図２を参照）、又は、（２）複合材プライ３１２が、先行成形複合材プライ３１２－１（例えば、成形ツール３０８に対して先に配置、成形、及び／又は押圧された下側の複合材プライ）に対して配置、押圧、及び／又は成形される次の、或いは連続する複合材プライである場合（例えば、図３を参照）を含む。
図２を参照すると、複合材プライ３１２は、第１プライ面３３０と、当該第１プライ面３３０とは反対側に位置する第２プライ面３３２とを含む。１つ以上の実施例において、成形プロセスの始めに、複合材プライ３１２は、成形ツール３０８の上又は上方に載置又は配置され、その際、複合材プライ３１２の第２プライ面３３２の少なくとも一部分が成形ツール３０８の成形面３１０の少なくとも一部分と接触するように載置又は配置される。成形部１０４は、第１プライ面３３０に接触させた状態で配置される。成形部１０４は、複合材プライ３１２の第１プライ面３３０上を移動して、複合材プライ３１２の部分３５０を成形面３１０の一部分に撫で付ける。成形部１０４が、成形面３１０上で複合材プライ３１２の部分３５０を撫で付ける際、成形部１０４は、複合材プライ３１２の部分３５０を加熱し、成形面３１０に対して複合材プライ３１２の部分３５０を押し付けて、成形面３１０上で複合材プライ３１２の部分３５０を成形する。
上記プロセスを所定数繰り返すことで、所定数の複合材プライ３１２が載置され、（例えば、図１に示すように）成形ツール３０８上で複合材積層体３２８が形成される。
図３を参照すると、１つ以上の実施例において、先行成形複合材プライ３１２－１の成形後、複合材プライ３１２が先行成形複合材プライ３１２－１の上又は上方（つまり、例えば、成形ツール３０８の上方）に載置又は配置され、その際、複合材プライ３１２の第２プライ面３３２の少なくとも一部分が、先行成形複合材プライ３１２－１の第１プライ面３３０の少なくとも一部分と接触するように載置又は配置される。成形部１０４は、複合材プライ３１２の第１プライ面３３０に接触させた状態で配置される。成形部１０４は、複合材プライ３１２の第１プライ面３３０上を移動して、複合材プライ３１２の部分３５０を先行成形複合材プライ３１２－１に撫で付ける。成形部１０４が、先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２の部分３５０を撫で付ける際、成形部１０４は、複合材プライ３１２の部分３５０を加熱し、先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２の部分３５０を押し付けて、先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２の部分３５０を成形する。
図４を参照すると、１つ以上の実施例において、成形部１０４（例えば、本体１０８）は、袋状体（bladder）１１８を含むか、或いはこの形態をとる。袋状体１１８は、膨張可能である。このため、袋状体１１８は、膨張式袋状体とも呼ばれる場合がある。袋状体１１８は、実質的に一定した押圧力１４４を加えることによって、成形ツール３０８の成形面３１０の輪郭に受動的に沿うよう構成されている。１つ以上の実施例において、押圧力１４４は、必要に応じて変化可能であり、選択的に制御される。一実施例において、押圧力１４４は、最大約２０ポンド毎リニアインチまでであってもよいし、少なくとも約２００ポンド毎リニアインチまでであってもよい。
袋状体１１８は、成形ツール３０８に沿って、成形面３１０又は先行成形複合材プライ３１２－１の輪郭（例えば、凹状又は凸状の輪郭）に一致する。１つ以上の実施例において、袋状体１１８の輪郭（例えば、断面形状）、及び／又は袋状体１１８の角度配向は、エンドエフェクタ１０２を使用して操作される。例えば、エンドエフェクタ１０２は、袋状体１１８の直径、幾何形状、及び／又は表面輪郭を調節する。
引き続き図４を参照すると、１つ以上の実施例において、袋状体１１８は、筒状本体１６０（例えば、管状壁）を含み、当該管状本体は、内面１４８と、当該内面１４８の反対側にある外面１５０と、少なくとも部分的に中空の内部空間とを有する。１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、袋状体１１８内に配置される。一例として、加熱要素１１２は、袋状体１１８の内面１４８に接続される。他の例として、加熱要素１１２は、例えば、袋状体１１８の内面１４８と外面１５０との間などの、筒状本体１６０内に配置されるか、或いはこれと一体化している。例えば、袋状体１１８は、積層体で形成されており、加熱要素１１２（例えば、図１に示す抵抗ヒータ１１４又は誘導ヒータ１１６）は、当該積層体の層と層との間に設けられる。
図５を参照すると、１つ以上の実施例において、成形部１０４（例えば、本体１０８）は、ワイパー１２０を含むか、或いはこの形態をとる。ワイパー１２０は、ワイパー本体１６２と、当該ワイパー本体１６２から延びるワイパーエッジ１６４とを含む。ワイパー１２０は、成形部１０４の用途に応じて、任意の適切な幾何形状及び／又は剛性を有する。１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、ワイパー本体１６２の内部に配置されており、具体的には、例えば、ワイパーエッジ１６４に近接して（例えば、当該ワイパーエッジ又はその近傍に）配置されている。
図６を参照すると、１つ以上の実施例において、成形部１０４（例えば、本体１０８）は、フィンガー１２２を含むか、或いはこの形態をとる。フィンガー１２２は、フィンガー本体１６６と、当該フィンガー本体１６６から延びるフィンガー端部１６８を含む。フィンガー１２２は、成形部１０４の用途に応じて、任意の適切な幾何形状及び／又は剛性を有する。１つ以上の実施例において、加熱要素１１２は、フィンガー本体１６６の内部に配置されており、具体的には、例えば、フィンガー端部１６８に近接して（例えば、当該フィンガー端部又はその近傍に）配置されている。
他の実施例において、成形部１０４は、様々な形状、幾何形状、及び／又は構成を有する他の様々な成形部材のうちのいずれかを含むか、或いはこの形態をとる。例えば、成形部１０４の本体１０８は、材料のビード（bead）であってもよく、例えば、シリコーンやゴムなどのビードであってもよい。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、成形部１０４は、成形面３１０上で複合材プライ３１２を成形して、成形面３１０に対して複合材プライ３１２を押圧するために、複合材プライ３１２との接触に適した任意の材料で構成される。１つ以上の実施例において、成形部１０４の材料は、当該成形部１０４が複合材プライ３１２と接触しているときに、加熱要素１１２により生成されて複合材プライ３１２に伝達される熱に耐えることが可能な材料である。１つ以上の実施例において、成形部１０４は、可撓性材料で形成される。
１つ以上の実施例において、成形部１０４は、天然ゴムまたは合成ゴムで形成される。１つ以上の実施例において、成形部１０４は、フルオロエラストマー（例えばフルオロカーボン系合成ゴム）で形成される。１つ以上の実施例において、成形部１０４は、シリコーンで形成される。１つ以上の実施例において、成形部１０４は、金属編組チューブ、アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、又は他の合成繊維（例えば、ケブラー（登録商標））などの、約８００°Ｆ（４２６℃）の範囲の温度に耐えうる高温可撓性材料で形成される。なお、成形部１０４の材料は、他にも考えられる。１つ以上の実施例において、成形部１０４は、様々な材料を組み合わせて形成される。
図１～図３を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、成形ツール３０８上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が押圧及び成形された後、当該複合材プライ３１２を冷却する。
１つ以上の実施例においては、複合材成形装置１００は、成形ツール３０８上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が成形された後、当該複合材プライ３１２を伝導により受動的に冷却する。例えば、加熱要素１１２の動作が停止され、成形部１０４が、成形及び押圧された複合材プライ３１２上を移動する。これらの実施例においては、成形部１０４は、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が成形された後、当該複合材プライ３１２を伝導により受動的に冷却する。複合材プライ３１２からの熱は、伝導により成形部１０４に伝達される。
１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、成形ツール３０８上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が押圧及び成形された後、当該複合材プライ３１２を伝導により能動的に冷却する。１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、冷却要素１２４を含む。冷却要素１２４は、成形部１０４と接続しているか、或いは熱結合している。冷却要素１２４は、成形部１０４を冷却（例えば、当該成形部から熱を除去）する。例えば、加熱要素１１２の動作が停止され、冷却要素１２４が起動され、成形部１０４が、成形及び押圧された複合材プライ３１２上を移動する。これらの実施例において、成形部１０４は、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が成形された後、伝導により当該複合材プライ３１２を能動的に冷却する。複合材プライ３１２からの熱は、伝導により成形部１０４に伝達される。伝達された熱は、冷却要素１２４により成形部１０４から除去される。
１つ以上の実施例において、冷却要素１２４は、成形部１０４を冷却するために、成形部１０４と熱的に直接結合している。１つ以上の実施例において、冷却要素１２４は、成形部１０４内に配置される。例えば、冷却要素１２４は、成形部１０４の本体１０８内に配置される。１つ以上の実施例において、冷却要素１２４は、本体１０８内に設けられている。成形部１０４の本体１０８、及び冷却要素１２４の構成及び構造は、他にも考えられる。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、冷却要素１２４は、熱交換器１５２を含むか、或いはこの形態をとる。熱交換器１５２は、成形部１０４から熱を除去するために、気体又は液体を利用する。
図４～図６を参照すると、１つ以上の実施例において、冷却要素１２４（例えば、熱交換器１５２）は、成形部１０４（例えば、本体１０８）を貫通する流路１２６と、当該流路１２６を流れる流体１２８とを含むか、或いはこの形態をとる。熱は、複合材プライ３１２から成形部１０４の本体１０８に伝達され、その後、成形部１０４の本体１０８から、当該本体１０８に形成された流路１２６を流れる流体１２８に伝達される。流体１２８は、気体（例えば、空気）であってもよいし、液体（例えば、水）であってもよい。１つ以上の実施例において、流体１２８は冷却される。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、温度センサ１３０を含む。温度センサ１３０は、成形部１０４の温度、及び複合材プライ３１２の温度のうちの少なくとも一方を検出する。１つ以上の実施例において、温度センサ１３０は、熱電対、サーミスタ、測温抵抗体（ＲＴＤ）などの、接触式温度センサ１３２である。１つ以上の実施例において、温度センサ１３０は、赤外線（ＩＲ）温度計、熱撮像装置、放射パイロメータなどの、非接触式温度センサ１３４である。
引き続き図１を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、制御ユニット１３６を含む。制御ユニット１３６は、加熱要素１１２及び温度センサ１３０に接続されている（例えば、これらと通信する）。制御ユニット１３６は、温度センサ１３０から供給される温度信号１３８に基づいて、加熱要素１１２を選択的に制御する。
１つ以上の実施例において、加熱要素１１２の制御は、開ループ又は閉ループである。例えば、加熱要素１１２は、特定のパワー出力まで加熱されてもよいし、閉ループの温度フィードバック制御を用いて制御されてもよい。一例として、制御ユニット１３６は、制御ループを用いて温度を制御するように動作することができる。一例として、制御ループは、加熱要素１１２に供給されるアンペア数を測定又は利用して、成形部１０４の温度、及び／又は複合材プライ３１２の温度を決定することができる。
１つ以上の実施例において、温度フィードバック制御ループは、加熱要素１１２に供給されるアンペア数、加熱要素１１２のパワー出力、及び／又は温度センサ１３０によって検出される温度を利用することができる。このような制御は、複合材プライ３１２の目標温度、例えば、約２４０°Ｆ（１１５℃）と約３３０°Ｆ（１６５℃）との間の温度までの加熱の過不足を防止するのに役立ちうる。このような制御ループは、さらに、熱電対、赤外線（ＩＲ）カメラ、又は他の熱測定装置（例えば、温度センサ１３０）から供給される成形部１０４及び／又は複合材プライ３１２の温度の読取値フィードバック、加熱要素１１２からのパワー出力の読取値フィードバック、加熱要素１１２に供給されるアンペア数の読取値フィードバックなどを含みうる。いくつかの例示的な材料についての好適な温度範囲は２４０°Ｆ～３３０°Ｆであるが、材料に特有の加熱温度範囲は、低くて１００°Ｆ（３８℃）、且つ高くて４５０°Ｆ（２３２℃）であってもよい。
引き続き図１を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、センサ１４０を含む。１つ以上の実施例において、センサ１４０は、成形部１０４に加えられる力又は荷重を検出する圧力センサ、ロードセル、歪みゲージなどである。１つ以上の実施例において、センサ１４０は、成形部１０４の相対位置を検出する位置センサである。
１つ以上の実施例において、制御ユニット１３６は、エンドエフェクタ１０２及びセンサ１４０に接続されている（例えば、これらと通信する）。制御ユニット１３６は、センサ１４０から供給されるセンサ信号１４２に基づいてエンドエフェクタ１０２の動作を選択的に制御して、成形部１０４が複合材プライ３１２に一定の強度で押圧力１４４を加えるように、成形部１０４を適切に配置する。
図１～３を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、プライ支持部材１０６を含む。プライ支持部材１０６は、成形ツール３０８に対して、且つ成形部１０４に対して移動（例えば、直線移動及び／又は回転移動）可能である。１つ以上の実施例において、プライ支持部材１０６は、エンドエフェクタ１０２及び／又は成形部１０４と共に移動する。１つ以上の実施例において、プライ支持部材１０６は、エンドエフェクタ１０２及び／又は成形部１０４とは独立して移動する。プライ支持部材１０６は、成形部１０４を使用して成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が成形される前及び／又はその間、複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の縁３１６を越えて延出する部分を支持する。
図２及び図３を参照すると、１つ以上の実施例において、プライ支持部材１０６は、プライ支持プレート１５４を含む。プライ支持プレート１５４は、複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の縁３１６を越えて延出する部分３５０を支持するプライ支持面１５６を含む。
１つ以上の実施例において、プライ支持プレート１５４は、成形ツール３０８及び／又はエンドエフェクタ１０２に対して選択的に移動可能である。１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００又はプライ支持部材１０６は、支持部材移動機構１７０を含む。支持部材移動機構１７０は、プライ支持プレート１５４を選択的に移動及び配置する。１つ以上の実施例において、プライ支持部材１０６は、例えば、支持部材移動機構１７０などによって、エンドエフェクタ１０２に接続されている。
１つ以上の実施例において、プライ支持プレート１５４は、１つ以上の軸に沿って直線的に移動する（例えば、水平軸及び／又は垂直軸に沿って並進する）ことが可能である。一例として、プライ支持プレート１５４は、複合材プライ３１２が載置（例えば、成形及び押圧）される際、成形ツール３０８に対して接近又は離間するように直線的に（例えば、水平方向に）移動する（例えば、図２に示す方向矢印３５６を参照）。他の例として、プライ支持プレート１５４は、複合材プライ３１２が載置される際、成形ツール３０８の長さ方向に沿って直線的に（水平方向に）移動する。他の例として、プライ支持プレート１５４は、複合材プライ３１２が載置される際、成形ツール３０８の高さに沿って直線的に（例えば、垂直方向に）移動する（例えば、図２に示す方向矢印３５８を参照）。
１つ以上の実施例において、プライ支持プレート１５４は、１つ以上の軸に沿って回転移動することができる（例えば、水平軸及び／又は垂直軸を中心として回転移動する）。一例として、プライ支持プレート１５４は、複合材プライ３１２が載置される際、成形ツール３０８に対して（例えば、水平軸を中心として）回転移動する（例えば、図２に示す方向矢印３６０を参照）。
１つ以上の実施例において、プライ支持部材１０６は、複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の縁３１６を越えて延出する部分を、伝導により加熱する。１つ以上の実施例において、プライ支持部材１０６は、加熱要素１５８を含む。加熱要素１５８は、プライ支持プレート１５４に接続され、及び／又は当該プライ支持プレート１５４と熱結合して、プライ支持面１５６を加熱する。プライ支持プレート１５４からの熱は、伝導により複合材プライ３１２の部分３５０に伝達される。１つ以上の実施例において、加熱要素１５８は、抵抗ヒータである。１つ以上の実施例において、加熱要素１５８は、誘導ヒータである。
図２及び図３を参照すると、１つ以上の実施例においては、プライ支持部材１０６で支持される複合材プライ３１２の一部分（例えば、部分３５０）を加熱するために、１つ以上の追加ヒータ３７０を使用してもよい。例えば、複合材プライ３１２の部分３５０上に追加ヒータ３７０を配置して、当該追加ヒータとプライ支持プレート１５４との間に複合材プライ３１２が挟まれるようにしてもよい。これらの実施例において、プライ支持プレート１５４は、伝導により複合材プライ３１２の第２プライ面３３２に熱を伝達し、追加ヒータ３７０は、伝導により第１プライ面３３０に熱を伝達する。追加ヒータ３７０の例としては、限定するものではないが、ヒートブランケットやヒートプレートなどが挙げられる。
図２及び図３を参照すると、さらに、１つ以上の実施例においては、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が成形される前、複合材プライ３１２の全体が加熱（例えば、予熱）される。例えば、成形部１０４を使用して複合材プライ３１２が成形される前及び／又はその間、複合材プライ３１２を取り囲む製造環境３１８を加熱して、複合材プライ３１２の温度を上昇させてもよい。１つ以上の実施例において、システム３００は、製造環境３１８を加熱し、これによって複合材プライ３１２を加熱する環境ヒータ３２０を含む。一般に、環境ヒータ３２０を使用した複合材プライ３１２の予熱は、当該複合材プライ３１２が高温熱可塑性材料で形成されている場合に実行される。このような例において、製造環境３１８は、環境ヒータ３２０を使用して約４００°Ｆ（２０４℃）まで加熱されてもよい。この場合、成形部１０４は、加熱要素１１２を使用して約８００°Ｆ（４２６℃）まで加熱されてもよい。
引き続き図２及び図３を参照すると、１つ以上の実施例においては、複合材プライ３１２の少なくとも一部分が、伝導により成形ツール３０８によって加熱される。１つ以上の実施例において、成形ツール３０８は、少なくとも１つのツールヒータ３７２を含む。ツールヒータ３７２は、例えば成形ツール３０８の内部で当該成形ツール３０８に接続されており、及び／又は成形ツール３０８の成形面３１０と熱結合しており、成形面３１０を加熱する。成形ツール３０８からの熱は、伝導により複合材プライ３１２の一部分に伝達される。１つ以上の実施例において、ツールヒータ３７２は、抵抗ヒータである。１つ以上の実施例において、ツールヒータ３７２は、誘導ヒータである。ツールヒータ３７２の他の例としては、限定するものではないが、ＩＲヒータ、レーザーヒータ、キセノンフラッシュヒータなどが挙げられる。１つ以上の実施例において、ツールヒータ３７２は、成形部１０４の反対側の複合材プライ３１２の一部分を選択的に加熱する。
引き続き図１～図３を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、押さえ部材（stomp foot）３２４を含む。押さえ部材３２４は、エンドエフェクタ１０２に対して移動可能である。押さえ部材３２４は、成形部１０４によって複合材プライ３１２が成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で成形される前及び／又はその間、成形ツール３０８の成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して、複合材プライ３１２を押し付ける。
１つ以上の実施例において、押さえ部材３２４は、軸（例えば、垂直軸）に沿って直線的に移動し、成形ツール３０８に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して、複合材プライ３１２を押し付けて保持する。１つ以上の実施例において、押さえ部材３２４は、成形ツール３０８の幾何形状に応じて、平らな輪郭、又は湾曲した輪郭のうちの一方を有する。
１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、複数の押さえ部材３２４を含み、これらの押さえ部材は、成形ツール３０８上の複数の異なる位置で複合材プライ３１２に係合する。１つ以上の実施例において、押さえ部材３２４は、成形ツール３０８上（例えば、成形ツール３０８のウェブ上）で複合材プライ３１２の連続部分に係合する連続的及び／又は長状の部材である。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、移動機構３０２を含む。複合材成形装置１００は、移動機構３０２に接続されている。移動機構３０２は、三次元空間で複合材成形装置１００を選択的に移動及び配置する任意の適切なプログラマブルマシンを含む。１つ以上の実施例において、移動機構３０２は、ロボットアームやオーバーヘッドガントリなどを含むか、或いはこの形態をとる。移動機構３０２は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して複合材成形装置１００を選択的に配置及び移動させて、成形部１０４を使用して成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形及び押圧する。複合材成形装置１００は、成形部１０４を使用して複合材プライ３１２が成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で成形される前及び／又はその間、伝導により複合材プライ３１２を能動的に加熱する。
図１～図３、及び図７～図９を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、移動機構３０２と、エンドエフェクタ１０２と、成形部１０４と、加熱要素１１２とを含む。エンドエフェクタ１０２は、移動機構３０２に接続されている。エンドエフェクタ１０２には成形部１０４が接続されている。成形部１０４には加熱要素１１２が接続されている。エンドエフェクタ１０２は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して成形部１０４を選択的に配置及び移動させて、複合材プライ３１２に押圧力１４４を加える。移動機構３０２は、成形ツール３０８の成形面３１０に対してエンドエフェクタ１０２を選択的に配置及び移動させて、成形部１０４を使用して成形面３１０の一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも一部分上で複合材プライ３１２の一部分（例えば、部分３５０）を成形する。加熱要素１１２は、成形部１０４を加熱する。成形部１０４からの熱は、伝導により複合材プライ３１２に伝達される。
図７～図９を参照すると、１つ以上の実施例において、移動機構３０２は、第１軸３３８と、当該第１軸３３８に対して垂直な第２軸３４０と、当該第１軸３３８及び当該第２軸３４０に対して垂直な第３軸３４２と、を含む複数の移動軸に沿って、エンドエフェクタ１０２を移動させ、選択的に配置する。例示的な実施例において、第１軸３３８（例えば、垂直軸）は、略垂直であり、第２軸３４０（例えば、第１水平軸）及び第３軸３４２（例えば、第２水平軸）は、略水平である。本開示において、基準軸に沿った移動は、当該基準軸に平行な方向に直線的に移動することを指す。本開示において、基準軸を中心とした回転移動は、基準軸に平行又は一致する軸を中心とした回転をいう。
１つ以上の実施例において、移動機構３０２は、フレーム３３４を含む。１つ以上の実施例において、フレーム３３４の形状は、略矩形である。１つ以上の実施例において、フレーム３３４は、オーバーヘッドフレームであり、成形ツール３０８は、レイアップ作業の際、フレーム３３４の下に配置される。概して、フレーム３３４は、第１軸３３８、第２軸３４０、及び第３軸３４２を規定する。１つ以上の実施例において、移動機構３０２は、キャリッジ３３６を含む。キャリッジ３３６は、フレーム３３４に接続されている。フレーム３３４は、キャリッジ３３６を囲んでいる。１つ以上の実施例において、キャリッジ３３６の形状は、フレーム３３４の形状と略同一であるが、キャリッジ３３６は、フレーム３３４の中に入れ子式に収まるように当該フレームよりも小さく形成されている。
１つ以上の実施例において、キャリッジ３３６は、フレーム３３４に対して移動可能である。１つ以上の実施例において、キャリッジ３３６は、第１軸３３８、第２軸３４０、及び／又は第３軸３４２（例えば、図９に示す方向矢印を参照）を中心として枢動及び／又は回転可能である。１つ以上の実施例において、キャリッジ３３６は、第１軸３３８、第２軸３４０、及び／又は第３軸３４２に沿って直線的に移動可能である。１つ以上の実施例において、エンドエフェクタ１０２は、キャリッジ３３６に接続されている。キャリッジ３３６の移動により、成形ツール３０８に対してエンドエフェクタ１０２を移動させ、選択的に配置することができ、これらの移動及び配置を、成形ツール３０８の幾何形状又は構成に対応するように、且つエンドエフェクタ１０２の最適な位置を実現するように行うことができる。
図７及び図８を参照すると、１つ以上の実施例において、エンドエフェクタ１０２は、移動機構３０２に対して、例えば、キャリッジ３３６に対して移動可能である。１つ以上の実施例において、エンドエフェクタ１０２は、例えば、第１軸３３８、第２軸３４０、及び／又は第３軸３４２のうちの少なくとも１つに沿って（例えば、図２に示す矢印３６２及び／又は矢印３６４の方向）、或いは軸を外れて（例えば、図２に示す矢印３６６の方向）、移動機構３０２に対して直線的に移動可能である。１つ以上の実施例において、エンドエフェクタ１０２は、例えば、第１軸３３８、第２軸３４０、及び／又は第３軸３４２のうちの少なくとも１つを中心として（例えば、図２及び図８に示す矢印３４４の方向）、移動機構３０２に対して回転移動可能である。
図８を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００は、アクチュエータ１１０を含む。アクチュエータ１１０は、エンドエフェクタ１０２に接続されるか、或いはその一部を構成する。１つ以上の実施例において、アクチュエータ１１０は、リニアアクチュエータを含み、当該アクチュエータ１１０は、キャリッジ３３６に対してエンドエフェクタ１０２又は成形部１０４を直線的に移動させて（例えば、図２に示す矢印３６２、矢印３６４、及び／又は矢印３６６の方向に移動させて）、複合材プライ３１２と接触するように成形部１０４を配置する。１つ以上の実施例において、アクチュエータ１１０は、回転アクチュエータを含み、当該アクチュエータ１１０は、キャリッジ３３６に対してエンドエフェクタ１０２又は成形部１０４を回転移動させて（例えば、図２及び図８に示す矢印３４４の方向に移動させて）、成形ツール３０８に対する成形部１０４の角度を調節するとともに、複合材プライ３１２と接触するように成形部１０４を配置する。１つ以上の実施例において、アクチュエータ１１０は、成形部１０４の位置を制御するため、また、これにより、成形部１０４によって複合材プライ３１２に加えられる押圧力１４４を制御するために、例えば、制御ユニット１３６によって選択的に制御される。
１つ以上の実施例において、アクチュエータ１１０は、様々な適切な種類の制御可能なアクチュエータのうちの１つである。一実施例において、アクチュエータ１１０は、空圧式アクチュエータである。一実施例において、アクチュエータ１１０は、油圧式アクチュエータである。一実施例において、アクチュエータ１１０は、機械式アクチュエータである。
１つ以上の実施例において、センサ１４０は、アクチュエータ１１０に接続されるか、或いは当該アクチュエータと通信する。１つ以上の実施例において、センサ１４０は、アクチュエータ１１０のストローク位置、及びアクチュエータ１１０に加わる力のうちの少なくとも一方を検出する。検出されたストローク位置や力は、成形部１０４の位置を特定するため、及び押圧力１４４を制御して複雑な幾何形状や表面輪郭を有する成形ツール３０８上で正確に成形を行うために使用される。
１つ以上の実施例において、制御ユニット１３６は、数値制御（ＮＣ）ユニットを含む。これらの実施例において、制御ユニット１３６は、数値制御プログラムに従って、且つセンサ１４０からのデータ（例えば、収集データ、受信データ、及び分析データ）を参照しつつ動作して、成形ツール３０８に対するエンドエフェクタ１０２の適切な動作及び配置を決定する。
図１～図３を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、プライ支持部材１０６を含み、このプライ支持部材は、成形ツール３０８の縁３１６を越えて延出する複合材プライ３１２の一部分を支持するために、成形ツール３０８及び複合材成形装置１００に対して移動可能である。
１つ以上の実施例において、プライ支持部材１０６は、エンドエフェクタ１０２に接続されている。これらの実施例において、プライ支持部材１０６は、キャリッジ３３６などによって、成形ツール３０８に対してエンドエフェクタ１０２とともに移動可能である。これらの実施例において、プライ支持部材１０６はまた、支持部材移動機構１７０などにより、エンドエフェクタ１０２に対して移動可能であってもよい。
１つ以上の実施例において、プライ支持部材１０６は、移動機構３０２に接続されており、例えば、キャリッジ３３６に接続されている。これらの実施例において、プライ支持部材１０６は、キャリッジ３３６、エンドエフェクタ１０２、及び成形ツール３０８に対して、移動可能である。１つ以上の実施例において、支持部材移動機構１７０は、プライ支持部材１０６専用の移動機構であり、これによって、キャリッジ３３６及び／又はエンドエフェクタ１０２とは独立して、成形ツール３０８に対して、プライ支持部材１０６を移動、及び選択的に配置することができる。
図１及び図７～図１０を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、第２複合材成形装置２００を含む。第２複合材成形装置２００は、移動機構３０２に接続されている。第２複合材成形装置２００は、複合材成形装置１００から離間している。移動機構３０２は、第２複合材成形装置２００を選択的に配置及び移動させて、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形及び押圧する。第２複合材成形装置２００は、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が成形される前及び／又はその間、伝導により複合材プライ３１２を能動的に加熱する。
第２複合材成形装置２００の実施例は、上述し且つ図１～図６に示す複合材成形装置１００の実施例と実質的に同じである。１つ以上の実施例において、第２複合材成形装置２００は、第２エンドエフェクタ２０２と、第２成形部２０４と、第２加熱要素２１２とを含む。
第２エンドエフェクタ２０２、第２成形部２０４、及び第２加熱要素２１２の実施例は、上述し且つ図１～図６に示すエンドエフェクタ１０２、成形部１０４、及び加熱要素１１２の実施例と実質的に同じである。第２成形部２０４は、第２エンドエフェクタ２０２に接続されている。第２加熱要素２１２は、第２成形部２０４に接続されている。第２加熱要素２１２は、第２成形部２０４を加熱する。第２エンドエフェクタ２０２は、第２成形部２０４を成形ツール３０８に対して移動させて、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形する。第２成形部２０４は、伝導により複合材プライ３１２を能動的に加熱する。第２成形部２０４は、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が成形される前及び／又はその間、当該複合材プライ３１２を加熱する。
図１、及び図７～図１０を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、第２エンドエフェクタ２０２と、第２成形部２０４と、第２加熱要素２１２とを含む。第２エンドエフェクタ２０２は、移動機構３０２に接続されており、例えば、キャリッジ３３６に接続されている。第２成形部２０４は、第２エンドエフェクタ２０２に接続されている。第２加熱要素２１２は、第２成形部２０４に接続されている。第２エンドエフェクタ２０２は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して第２成形部２０４を選択的に移動させて、複合材プライ３１２に第２押圧力２４４を加える。移動機構３０２は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して第２エンドエフェクタ２０２を選択的に移動させて、第２成形部２０４を使用して成形面３１０の第２部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも第２部分上で複合材プライ３１２の第２部分を成形する。第２加熱要素２１２は、第２成形部２０４を加熱する。第２成形部２０４からの熱は、伝導により複合材プライ３１２に伝達される。
図１及び図１０を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、第２プライ支持部材２０６を含む。第２プライ支持部材２０６の実施例は、上述し且つ図１～図３に示すプライ支持部材１０６の実施例と実質的に同じである。
１つ以上の実施例において、第２プライ支持部材２０６は、第２プライ支持プレート２５４を含む。第２プライ支持プレート２５４は、複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の第２縁３２６を越えて延出する第２部分３５２を支持する第２プライ支持面２５６を含む。
１つ以上の実施例において、第２プライ支持部材２０６は、成形ツール３０８に対して移動可能である。１つ以上の実施例において、第２プライ支持部材２０６は、第２エンドエフェクタ２０２及び／又は第２成形部２０４に対して移動可能である。
１つ以上の実施例において、第２プライ支持プレート２５４は、成形ツール３０８及び／又は第２エンドエフェクタ２０２に対して選択的に移動可能である。１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００又は第２プライ支持部材２０６は、第２支持部材移動機構２７０を含む。第２支持部材移動機構２７０は、第２プライ支持プレート２５４を選択的に移動及び配置する。１つ以上の実施例において、第２プライ支持部材２０６は、例えば、第２支持部材移動機構２７０などによって、第２エンドエフェクタ２０２に接続されている。
１つ以上の実施例において、第２プライ支持部材２０６は、複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の第２縁３２６を越えて延出する第２部分を、伝導により加熱する。１つ以上の実施例において、第２プライ支持部材２０６は、第２加熱要素２５８を含む。第２加熱要素２５８は、第２プライ支持プレート２５４に接続され、及び／又は当該第２プライ支持プレート２５４と熱結合して、第２プライ支持面２５６を加熱する。第２プライ支持プレート２５４からの熱は、伝導により複合材プライ３１２の第２部分３５２に伝達される。１つ以上の実施例において、第２加熱要素２５８は、抵抗ヒータである。１つ以上の実施例において、第２加熱要素２５８は、誘導ヒータである。
図１、図８、及び図１０を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、押さえ部材３２４を含む。１つ以上の実施例において、押さえ部材３２４は、移動機構３０２に接続されており、例えば、キャリッジ３３６に接続されている。押さえ部材３２４は、移動機構３０２に対して移動可能であり、成形部１０４及び／又は第２成形部２０４によって複合材プライ３１２が成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で成形される前及び／又はその間、成形ツール３０８の成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して、複合材プライ３１２を押し付ける。
図８及び図１０を参照すると、１つ以上の実施例において、押さえ部材３２４は、複合材成形装置１００（例えば、エンドエフェクタ１０２）と第２複合材成形装置２００（例えば、第２エンドエフェクタ２０２）との間に配置されている。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、第２加熱要素２１２は、第２成形部２０４を加熱するために、第２成形部２０４と熱的に直接結合している。１つ以上の実施例において、第２加熱要素２１２は、第２成形部２０４内に配置される。１つ以上の実施例において、第２成形部２０４は、第２本体２０８と第２界面２４６とを含む（例えば、図１０を参照）。１つ以上の実施例において、第２加熱要素２１２は、第２本体２０８内に配置される。１つ以上の実施例において、第２加熱要素２１２は、第２本体２０８内に設けられるか、或いはこの内部に接続される。例えば、第２本体２０８は、材料層の積層体で形成されてもよく、第２加熱要素２１２は、当該積層体の材料層の間に設けられる。なお、第２成形部２０４の第２本体２０８、及び第２加熱要素２１２の構成及び構造は、他にも考えられる。
引き続き図１を参照すると、１つ以上の実施例において、第２加熱要素２１２は、抵抗ヒータ１１４である。１つ以上の実施例において、第２加熱要素２１２は、誘導ヒータ１１６である。１つ以上の実施例において、第２加熱要素２１２は、熱交換器１５２である。他の実施例において、第２加熱要素２１２は、他の様々な種類の適切なヒータのうちの任意のヒータである。
図１及び図１０を参照すると、１つ以上の実施例において、第２成形部２０４（例えば、第２本体２０８）は、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形し、成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２を押圧するのに適した、或いはこれらの処理を行うことが可能な任意の成形部材を含むか、或いはこの形態をとる。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、第２成形部２０４（例えば、第２本体２０８）は、袋状体１１８（例えば、図４を参照）を含むか、或いはこの形態をとる。袋状体１１８は、膨張可能である。１つ以上の実施例において、第２加熱要素２１２は、第２成形部２０４の袋状体１１８の内面１４８に接続されている。１つ以上の実施例において、第２加熱要素２１２は、第２成形部２０４の袋状体１１８の内面１４８と外面１５０との間に配置されている。
引き続き図１を参照すると、１つ以上の実施例において、第２成形部２０４（例えば、第２本体２０８）は、ワイパー１２０（例えば、図５を参照）を含むか、或いはこの形態をとる。１つ以上の実施例において、第２成形部２０４（例えば、第２本体２０８）は、フィンガー１２２（例えば、図６を参照）を含むか、或いはこの形態をとる。他の実施例において、第２成形部２０４は、様々な形状、幾何形状、及び／又は構成を有する他の様々な成形部材のうちのいずれかを含むか、或いはこの形態をとる。例えば、第２成形部２０４の第２本体２０８は、材料のビード（bead）であってもよく、例えば、シリコーンやゴムなどのビードであってもよい。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、第２成形部２０４は、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形して、成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２を押圧するために、複合材プライ３１２との接触に適した任意の材料で形成される。１つ以上の実施例において、第２成形部２０４は、当該第２成形部２０４が複合材プライ３１２と接触しているときに、熱に耐え、且つ伝導により熱を第２加熱要素２１２から複合材プライ３１２に伝達することが可能な材料で形成される。
１つ以上の実施例において、第２成形部２０４は、可撓性材料で形成される。１つ以上の実施例において、第２成形部２０４は、フルオロエラストマーで形成される。１つ以上の実施例において、第２成形部２０４は、シリコーンで形成される。１つ以上の実施例において、第２成形部２０４は、金属編組チューブ、アラミド繊維、パラ系アラミド繊維、又は他の合成繊維（例えば、ケブラー（登録商標））などの、高温可撓性材料で形成される。なお、第２成形部２０４の材料は、他にも考えられる。１つ以上の実施例において、第２成形部２０４は、様々な材料を組み合わせて形成される。
図７及び図８を参照すると、１つ以上の実施例において、第２エンドエフェクタ２０２は、移動機構３０２に対して、例えば、キャリッジ３３６に対して移動可能である。１つ以上の実施例において、第２エンドエフェクタ２０２は、移動機構３０２に対して直線的に移動可能である。１つ以上の実施例において、第２エンドエフェクタ２０２は、移動機構３０２に対して回転移動可能である。
１つ以上の実施例において、第２複合材成形装置２００は、第２アクチュエータ２１０を含む。第２アクチュエータ２１０は、第２エンドエフェクタ２０２に接続されるか、或いはその一部を構成する。１つ以上の実施例において、第２アクチュエータ２１０は、リニアアクチュエータを含み、当該第２アクチュエータ２１０は、キャリッジ３３６に対して第２エンドエフェクタ２０２又は第２成形部２０４を直線的に移動させて、複合材プライ３１２と接触するように第２成形部２０４を配置する。１つ以上の実施例において、第２アクチュエータ２１０は、回転アクチュエータを含み、当該第２アクチュエータ２１０は、キャリッジ３３６に対して第２エンドエフェクタ２０２又は第２成形部２０４を回転移動させて、成形ツール３０８に対する第２成形部２０４の角度を調節するとともに、複合材プライ３１２と接触するように第２成形部２０４を配置する。１つ以上の実施例において、第２アクチュエータ２１０は、第２成形部２０４の位置を制御するため、また、これにより、第２成形部２０４によって複合材プライ３１２に加えられる第２押圧力２４４を制御するために、例えば、制御ユニット１３６によって選択的に制御される。
図１及び図１０を参照すると、１つ以上の実施例において、第２複合材成形装置２００は、伝導により複合材プライ３１２を能動的に冷却する。１つ以上の実施例において、第２複合材成形装置２００は、第２冷却要素２２４を含む。第２冷却要素２２４は、第２成形部２０４に接続されている。第２冷却要素２２４は、第２成形部２０４を冷却（例えば、当該成形部から熱を除去）する。第２成形部２０４は、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２が成形された後、当該複合材プライ３１２を能動的に冷却する。複合材プライ３１２からの熱は、伝導により第２成形部２０４に伝達される。
第２冷却要素２２４の実施例は、上述し且つ図１～図６に示す冷却要素１２４の実施例と実質的に同じである。１つ以上の実施例において、第２冷却要素２２４は、第２成形部２０４を冷却するために、第２成形部２０４と熱的に直接結合している。１つ以上の実施例において、第２冷却要素２２４は、第２成形部２０４内に配置される。例えば、第２冷却要素２２４は、第２成形部２０４の本体２０８内に配置される。１つ以上の実施例において、第２冷却要素２２４は、本体２０８の内部に設けられている。なお、第２成形部２０４の本体２０８、及び第２冷却要素２２４の構成及び構造は、他にも考えられる。
図１０を参照すると、１つ以上の実施例において、第２冷却要素２２４は、流路１２６（例えば、図４～図６を参照）と実質的に同じである第２流路を含むか、或いはこの形態をとる。第２流路は、第２成形部２０４（例えば、第２本体２０８）を貫通する。流体１２８（例えば、図４及び図５を参照）と実質的に同じである第２流体が、第２流路を流れる。熱は、第２成形部２０４の第２本体２０８から、当該第２本体２０８に形成された第２流路を流れる第２流体に伝達される。第２流体は、気体（例えば、空気）又は液体（例えば、水）であってもよい。１つ以上の実施例において、第２流体は冷却される。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、第２複合材成形装置２００は、第２温度センサ２３０を含む。第２温度センサ２３０は、第２成形部２０４の温度、及び複合材プライ３１２の温度のうちの少なくとも一方を検出する。１つ以上の実施例において、第２温度センサ２３０は、接触式温度センサ１３２である。１つ以上の実施例において、第２温度センサ２３０は、非接触式温度センサ１３４である。
図１を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、制御ユニット１３６を含む。制御ユニット１３６は、加熱要素１１２、温度センサ１３０、第２加熱要素２１２、及び第２温度センサ２３０に接続されている（例えば、これらと通信する）。制御ユニット１３６は、温度センサ１３０から供給される温度信号１３８に基づいて、加熱要素１１２を選択的に制御する。制御ユニット１３６は、第２温度センサ２３０から供給される第２温度信号２３８に基づいて、第２加熱要素２１２を選択的に制御する。
引き続き図１を参照すると、１つ以上の実施例において、第２複合材成形装置２００は、第２センサ２４０を含む。１つ以上の実施例において、第２センサ２４０は、第２成形部２０４に加えられる力又は荷重を検出する圧力センサ、ロードセル、歪みゲージなどである。１つ以上の実施例において、第２センサ２４０は、第２成形部２０４の相対位置を検出する位置センサである。
１つ以上の実施例において、制御ユニット１３６は、第２エンドエフェクタ２０２及び第２センサ２４０に接続されている（例えば、これらと通信する）。制御ユニット１３６は、第２センサ２４０から供給される第２センサ信号２４２に基づいて第２エンドエフェクタ２０２の動作を選択的に制御して、第２成形部２０４が複合材プライ３１２に一定の強度で第２押圧力２４４を加えるように、第２成形部２０４を適切に配置する。
図１、図１１、及び図１２を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、複数の複合材成形装置１００（例えば、図１１を参照）を含む。１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、複数の第２複合材成形装置２００（例えば、図１２を参照）を含む。複数の複合材成形装置１００の各々は、移動機構３０２に接続されている。複数の第２複合材成形装置２００の各々は、移動機構３０２に接続されている。
図１１を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、複数のエンドエフェクタ１０２と、複数の成形部１０４と、複数の加熱要素１１２とを含む。複数のエンドエフェクタ１０２の各々は、移動機構３０２に接続されており、例えば、キャリッジ３３６に接続されている。複数の成形部１０４の各々は、複数のエンドエフェクタ１０２のうちの対応する１つに接続されている。複数の加熱要素１１２の各々は、複数の成形部１０４のうちの対応する１つに接続されている。複数のエンドエフェクタ１０２の各々は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して複数の成形部１０４のうちの対応する１つを選択的に配置及び移動させて、複合材プライ３１２に押圧力１４４を加える。移動機構３０２は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して複数のエンドエフェクタ１０２の各々を選択的に配置及び移動させて、複数の成形部１０４のうちの対応する１つを使用して成形面３１０の一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも一部分上で複合材プライ３１２の一部分を成形する。複数の加熱要素１１２の各々は、複数の成形部１０４のうちの対応する１つを加熱する。複数の成形部１０４の各々からの熱は、伝導により複合材プライ３１２に伝達される。
１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、複数の温度センサ１３０を含む。複数の温度センサ１３０の各々は、複数の成形部１０４のうちの対応する１つの温度、及び複合材プライ３１２の温度のうちの少なくとも一方を検出する。制御ユニット１３６は、各加熱要素１１２及び各温度センサ１３０に接続されている（例えば、これらと通信する）。制御ユニット１３６は、複数の加熱要素１１２の各々を、複数の温度センサ１３０のうちの対応する１つから供給される温度信号１３８に基づいて、選択的に制御する。
１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、複数のセンサ１４０を含む。複数のセンサ１４０の各々は、複数の成形部１０４のうちの対応する１つに加わる力、及び当該成形部の相対位置のうちの少なくとも一方を検出する。１つ以上の実施例において、制御ユニット１３６は、複数のエンドエフェクタ１０２の各々と、複数のセンサ１４０の各々とに接続されている（例えば、これらと通信する）。制御ユニット１３６は、複数の成形部１０４の各々によって一定の強度で複合材プライ３１２に押圧力１４４を加えるために、複数のエンドエフェクタ１０２の各々の動作を、複数のセンサ１４０のうちの対応する１つから供給されるセンサ信号１４２に基づいて、選択的に制御する。
１つ以上の実施例において、複数の成形部１０４は、複合材プライ３１２と接触するために実質的に連続する界面１４６を形成している。例えば、複数の成形部１０４の各々は、複数の成形部１０４のうちの直接隣接する成形部と当接しており、これによって複合材プライ３１２と接触する界面１４６が形成されている。
図１２を参照すると、１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、複数の第２エンドエフェクタ２０２と、複数の第２成形部２０４と、複数の第２加熱要素２１２とを含む。複数の第２エンドエフェクタ２０２の各々は、移動機構３０２に接続されており、例えば、キャリッジ３３６に接続されている。複数の第２成形部２０４の各々は、複数の第２エンドエフェクタ２０２のうちの対応する１つに接続されている。複数の第２加熱要素２１２の各々は、複数の第２成形部２０４のうちの対応する１つに接続されている。複数の第２エンドエフェクタ２０２の各々は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して複数の第２成形部２０４のうちの対応する１つを選択的に配置及び移動させて、複合材プライ３１２に対して第２押圧力２４４を加える。移動機構３０２は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して複数の第２エンドエフェクタ２０２の各々を選択的に配置及び移動させて、複数の第２成形部２０４のうちの対応する１つを使用して成形面３１０の第２部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも第２部分上で複合材プライ３１２の第２部分を成形する。複数の第２加熱要素２１２の各々は、複数の第２成形部２０４のうちの対応する１つを加熱する。複数の第２成形部２０４の各々からの熱は、伝導により複合材プライ３１２に伝達される。
１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、複数の第２温度センサ２３０を含む。複数の第２温度センサ２３０の各々は、複数の第２成形部２０４のうちの対応する１つの温度、及び複合材プライ３１２の温度のうちの少なくとも一方を検出する。制御ユニット１３６は、各第２加熱要素２１２及び各第２温度センサ２３０に接続されている（例えば、これらと通信する）。制御ユニット１３６は、複数の第２加熱要素２１２の各々を、複数の第２温度センサ２３０のうちの対応する１つから供給される第２温度信号２３８に基づいて、選択的に制御する。
１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、複数の第２センサ２４０を含む。複数の第２センサ２４０の各々は、複数の第２成形部２０４のうちの対応する１つに加えられる力、及び当該第２成形部の相対位置のうちの少なくとも一方を検出する。１つ以上の実施例において、制御ユニット１３６は、複数の第２エンドエフェクタ２０２の各々と、複数の第２センサ２４０の各々とに接続されている（例えば、これらと通信する）。制御ユニット１３６は、複数の第２成形部２０４の各々によって一定の強度で複合材プライ３１２に第２押圧力２４４を加えるために、複数の第２エンドエフェクタ２０２の各々の動作を、複数の第２センサ２４０のうちの対応する１つから供給される第２センサ信号２４２に基づいて、選択的に制御する。
１つ以上の実施例において、複数の第２成形部２０４は、複合材プライ３１２と接触するために実質的に連続する第２界面２４６を形成している。例えば、複数の第２成形部２０４の各々は、複数の第２成形部２０４のうちの直接隣接する成形部と当接しており、これによって複合材プライ３１２と接触する第２界面２４６が形成されている。
１つ以上の実施例において、複合材成形システム３００は、より大型の自動複合材製造システムにおける複数のサブシステムのうちの１つである。複数のサブシステムの各々は、複合材構造体３１４（例えば、複合材部品）の製造に関連する個々の作製作業を容易にするものであり、当該作業に対応している。自動複合材製造システムのサブシステムは、相互にリンクしており、協働して、製造プロセスの少なくとも一部を自動化する。
例えば、自動複合材製造システムは、複数の半自動又は全自動のサブシステムを利用して、成形ツール３０８上で個々の複合材プライを１プライずつ成形及び押圧する。本開示において、１プライずつの成形とは、所定の順序に従って、成形ツール３０８上に所定数の複合材プライ３１２を順次レイアップすることをいう。本開示において、レイアップとは、成形ツール３０８の少なくとも一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも一部分上に複合材プライ３１２を載置すること、成形ツール３０８の成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも一部分に対して複合材プライ３１２を押圧すること、及び成形面３１０の少なくとも一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも一部分上で複合材プライ３１２の少なくとも一部分を成形することをいう。所定数の複合材プライ３１２は、レイアップ中又はレイアップ後、成形ツール３０８上で押圧されるが、これは、例えば、各複合材プライ３１２の載置後に１プライずつ、或いは２つ以上の複合材プライ３１２の載置後にまとめて行われる。
ここで図１３を参照すると、同図には、成形ツール３０８上で複合材構造体３１４を成形するための方法１０００の例が示されている。方法１０００の実施例によれば、成形ツール３０８上で複合材積層体３２８を作製する処理を自動化又は少なくとも半自動化することができる。より具体的には、方法１０００の実施例によれば、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で少なくとも１つの複合材プライ３１２を成形する処理を自動化又は少なくとも半自動化した複合材構造体３１４の製造が可能になる。
図１及び図１３を参照すると、１つ以上の実施例において、方法１０００を実施することにより、本開示の複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を用いて、成形ツール３０８の成形面３１０上で複合材積層体３２８を形成することができる。
全体としては図１～図１２を参照し、具体的には図１３を参照すると、１つ以上の実施例において、方法１０００は、成形ツール３０８上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上に複合材プライ３１２を載置するステップ（ブロック１００２）を含む。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、成形ツール３０８の成形面３１０上に複合材プライ３１２を載置するステップ（ブロック１００２）は、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上に複合材プライ３１２を配置するステップを含む。成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上に複合材プライ３１２を配置することは、手作業で行ってもよいし、プログラマブルマシンを使用して自動で行ってもよい。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材プライ３１２の一部分を押圧するステップ（ブロック１００４）を含む。１つ以上の実施例においては、成形ツール３０８の成形面３１０に対して複合材プライ３１２の部分３５０が押圧される（例えば、図２を参照）。１つ以上の実施例においては、先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２の部分３５０が押圧される（例えば、図３を参照）。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を押圧するステップ（ブロック１００４）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分（例えば、図２及び図３に示す部分３５０）を押圧するステップ（ブロック１００４）は、エンドエフェクタ１０２を使用して、複合材プライ３１２に接触するように成形部１０４を配置するステップを含む。１つ以上の実施例において、エンドエフェクタ１０２は、成形ツール３０８に対して成形部１０４を移動させて、複合材プライ３１２の一部分に押圧力１４４を加える。押圧力１４４により、成形面３１０に対して（例えば、図２を参照）、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して（例えば、図３を参照）、複合材プライ３１２が押圧される。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材プライ３１２のうち押圧される部分を伝導により局所的に加熱するステップ（ブロック１００６）を含む。１つ以上の実施例においては、図２に示すように、複合材プライ３１２のうち加熱される部分は、成形ツール３０８の成形面３１０上で撫で付けられる複合材プライ３１２の部分３５０である。１つ以上の実施例においては、図３に示すように、複合材プライ３１２のうち加熱される部分は、先行成形複合材プライ３１２－１上で撫で付けられる複合材プライ３１２の部分３５０である。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を局所的に加熱するステップ（ブロック１００６）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を局所的に加熱するステップ（ブロック１００６）は、成形部１０４に接続された加熱要素１１２を使用して成形部１０４を加熱するステップを含む。加熱要素１１２からの熱は、伝導により成形部１０４に伝達される。複合材プライ３１２の一部分を局所的に加熱するステップ（ブロック１００６）はまた、成形部１０４を使用して、伝導により複合材プライ３１２の一部分を加熱するステップを含む。成形部１０４からの熱は、伝導により複合材プライ３１２の一部分に伝達される。
複合材プライ３１２の一部分を局所的に加熱することにより、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で押圧及び成形するのに適した状態に複合材プライ３１２を準備することができるので有益である。例えば、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形する前及び／又はその間、成形部１０４を使用して複合材プライ３１２を局所的に加熱することにより、複合材プライ３１２を軟化させ、成形面３１０、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対する複合材プライ３１２の接着性を高めることができる。さらに、成形される複合材プライ３１２の一部分を局所的に加熱することにより、処理速度を向上させることができる。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材プライ３１２の一部分を成形するステップ（ブロック１００８）を含む。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の一部分を成形するステップ（ブロック１００８）は、複合材プライ３１２の一部分を押圧（例えば、ブロック１００４）及び局所的に加熱（例えば、ブロック１００６）している間に実行される。１つ以上の実施例においては、図２に示すように、複合材プライ３１２の部分３５０は、成形ツール３０８の成形面３１０の一部分上で成形される。１つ以上の実施例においては、図３に示すように、複合材プライ３１２の部分３５０は、先行成形複合材プライ３１２－１の一部分上で成形される。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を成形するステップ（ブロック１００８）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を成形するステップ（ブロック１００８）は、成形部１０４を使用して複合材プライ３１２の一部分を局所的に加熱（例えば、ブロック１００６）及び押圧（例えば、ブロック１００４）している間、成形部１０４を使用して成形ツール３０８の成形面３１０の一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の一部分上で複合材プライ３１２の一部分を成形するステップを含む。
１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の一部分を成形するステップ（ブロック１００８）は、成形部１０４を使用して複合材プライ３１２の一部分に対して押圧力１４４を加えるステップと、複合材プライ３１２に対して成形部１０４を移動させるステップとを含む。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２に対して成形部１０４を移動させるステップは、例えば、移動機構３０２及び／又はアクチュエータ１１０を使用して、成形ツール３０８に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対してエンドエフェクタ１０２を移動させるステップを含む。
成形部１０４が複合材プライ３１２に接触した状態で成形部１０４を移動させると、成形部１０４が複合材プライ３１２の一部分をなぞり、これによって、複合材プライ３１２の一部分（例えば、部分３５０）が成形ツール３０８の成形面３１０上に撫で付けられるか（例えば、図２を参照）、或いは複合材プライ３１２の一部分（例えば、部分３５０）が先行成形複合材プライ３１２－１の一部分上に撫で付けられる（図３を参照）。したがって、成形部１０４が複合材プライ３１２上を移動するのに伴って、成形部１０４と、成形ツール３０８の成形面３１０又は先行成形複合材プライ３１２－１とによって（例えば、これらの間に）、押圧ニップが形成される。複合材プライ３１２は、成形部１０４によって、一方向から押圧ニップを中心として局所的に加熱される。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、伝導により複合材プライ３１２の一部分を局所的に冷却するステップ（ブロック１０１０）を含む。概して、局所的に冷却するステップ（ブロック１０１０）は、複合材プライ３１２の一部分を成形するステップ（例えば、ブロック１００８）の後に実行される。１つ以上の実施例においては、図２に示すように、複合材プライ３１２のうち冷却される部分は、成形ツール３０８の成形面３１０上で撫で付けられる複合材プライ３１２の部分３５０である。１つ以上の実施例においては、図３に示すように、複合材プライ３１２のうち冷却される部分は、先行成形複合材プライ３１２－１上で撫で付けられる複合材プライ３１２の部分３５０である。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を局所的に冷却するステップ（ブロック１０１０）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を局所的に冷却するステップ（ブロック１０１０）は、成形部１０４に接続された冷却要素１２４を使用して成形部１０４を冷却するステップを含む。成形部１０４からの熱は、伝導により冷却要素１２４に伝達される。複合材プライ３１２の一部分を局所的に冷却するステップ（ブロック１０１０）はまた、複合材プライ３１２の一部分を成形した後、成形部１０４を使用して伝導により複合材プライ３１２の一部分を冷却するステップを含む。複合材プライ３１２からの熱は、伝導により成形部１０４に伝達される。
成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形した後に複合材プライ３１２を局所的に冷却することによって、複合材積層体３２８の形成速度を向上させることができるので有益である。例えば、複合材プライ３１２の成形後、及びこれに続く各複合材プライの成形前、成形部１０４を使用して、先行成形複合材プライ３１２－１の各層を能動的に冷却することにより、作製中の複合材積層体３２８の内部に熱が蓄積するのを防止することができる。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、成形ツール３０８の成形面３１０の一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の一部分上で、複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の縁３１６を越えて延出する部分（例えば、部分３５０）を成形する（例えば、ブロック１００８）前及び／又はその間、複合材プライ３１２の当該部分を支持する（例えば、図２及び図３を参照）ステップ（ブロック１０１２）を含む。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を支持するステップ（ブロック１０１２）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を支持するステップ（ブロック１０１２）は、プライ支持部材１０６を使用して、複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の縁３１６を越えて延出する部分を支持するステップを含む。複合材プライ３１２の一部分は、成形部１０４を使用して成形ツール３０８の成形面３１０の一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２の一部分を成形するステップ（例えば、ブロック１００８）の前及び／又はその間、プライ支持部材１０６によって支持される。
複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の縁を越えて延出する部分を支持することにより、成形面３１０上で複合材プライ３１２を成形している間、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形している間、複合材プライ３１２のシワを防止することができるので有益である。例えば、プライ支持部材１０６で複合材プライ３１２の一部分を支持することにより、成形部１０４が複合材プライ３１２を成形するのに適した位置に複合材プライ３１２を維持することができる。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２を押圧するステップ（例えば、ブロック１００４）の前、及び／又は成形面３１０の一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の一部分上で複合材プライ３１２の一部分を成形するステップ（例えば、ブロック１００８）の前、伝導により複合材プライ３１２の一部分を加熱するステップ（ブロック１０１４）を含む。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の一部分を加熱するステップ（ブロック１０１４）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の一部分を加熱するステップ（ブロック１０１４）は、プライ支持部材１０６を使用して、伝導により複合材プライ３１２の一部分を加熱するステップを含む。複合材プライ３１２のうち加熱される部分は、複合材プライ３１２のうちプライ支持部材１０６によって支持される部分を少なくとも含む。例えば、図２に示すように、複合材プライ３１２の部分３５０は、成形部１０４を使用して成形ツール３０８の成形面３１０の一部分上で複合材プライ３１２の部分３５０を成形するステップ（例えば、ブロック１００８）の前及び／又はその間、プライ支持部材１０６によって加熱される。例えば、図３に示すように、複合材プライ３１２の部分３５０は、成形部１０４を使用して先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも一部分上で複合材プライ３１２の部分３５０を成形するステップ（例えば、ブロック１００８）の前及び／又はその間、プライ支持部材１０６によって加熱される。
複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の縁３１６を越えて延出する部分であって、且つプライ支持部材１０６によって支持される部分を加熱することは、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で成形するのに適した状態に複合材プライ３１２を準備することができるので有益である。例えば、複合材プライ３１２を成形する前及び／又はその間、当該複合材プライ３１２を加熱することにより、複合材プライ３１２を軟化させ、成形面３１０又は先行成形複合材プライ３１２－１に対する複合材プライ３１２の接着性を高めることができる。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、成形ツール３０８のツールヒータ３７２を使用して、伝導により複合材プライ３１２の少なくとも一部分を加熱するステップを含む。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の一部分は、伝導により成形部１０４とは反対側の方向から成形ツール３０８を使用して加熱される（例えば、図２を参照）。成形ツール３０８を使用して複合材プライ３１２を加熱することにより、複合材プライ３１２に粘着性をもたせて所望の形状に成形することができる。１つ以上の実施例において、方法１０００は、先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形している間（例えば、図３を参照）、成形ツール３０８を使用して、伝導により先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも一部分を加熱するステップを含む。成形ツール３０８を使用して先行成形複合材プライ３１２－１を加熱することにより、複合材プライ３１２と先行成形複合材プライ３１２－１との間の接着性を高めることができるとともに、複合材プライ３１２に粘着性をもたせて所望の形状に成形することができる。
全体としては図１及び図７～図１０を参照し、具体的には図１３を参照すると、１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材プライ３１２の第２部分を押圧するステップ（ブロック１０１６）を含む。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の第２部分３５２は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して押圧される（例えば、図１０を参照）。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の第２部分３５２は、先行成形複合材プライ３１２－１に対して押圧される。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２の第２部分を押圧するステップ（ブロック１０１６）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分（例えば、図１０に示す第２部分３５２）を押圧するステップ（ブロック１０１６）は、第２エンドエフェクタ２０２を使用して、複合材プライ３１２に接触するように第２成形部２０４を配置するステップを含む。１つ以上の実施例において、第２エンドエフェクタ２０２は、成形ツール３０８に対して第２成形部２０４を移動させて、複合材プライ３１２の第２部分に第２押圧力２４４を加える。第２押圧力２４４により、成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２が押圧される。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材プライ３１２のうち押圧される第２部分を伝導により局所的に加熱するステップ（ブロック１０１８）を含む。１つ以上の実施例においては、図１０に示すように、複合材プライ３１２のうち加熱される第２部分は、成形ツール３０８の成形面３１０上で撫で付けられる複合材プライ３１２の第２部分３５２である。１つ以上の実施例においては、複合材プライ３１２のうち加熱される第２部分は、先行成形複合材プライ３１２－１上で撫で付けられる複合材プライ３１２の第２部分である。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分を局所的に加熱するステップ（ブロック１０１８）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分を局所的に加熱するステップ（ブロック１０１８）は、第２成形部２０４に接続された第２加熱要素２１２を使用して、第２成形部２０４を加熱するステップを含む。第２加熱要素２１２からの熱は、伝導により第２成形部２０４に伝達される。複合材プライ３１２の第２部分を局所的に加熱するステップ（ブロック１０１８）はまた、第２成形部２０４を使用して、伝導により複合材プライ３１２の第２部分を加熱するステップを含む。第２成形部２０４からの熱は、伝導により複合材プライ３１２に伝達される。
複合材プライ３１２の第２部分を局所的に加熱することにより、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で押圧及び成形するのに適した状態に複合材プライ３１２を準備することができるので有益である。例えば、成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２を成形する前及び／又はその間、第２成形部２０４を使用して複合材プライ３１２を局所的に加熱することにより、複合材プライ３１２を軟化させ、成形面３１０又は先行成形複合材プライ３１２－１に対する複合材プライ３１２の接着性を高めることができる。さらに、成形される複合材プライ３１２の一部分を局所的に加熱することにより、処理速度を向上させることができる。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（ブロック１０２０）を含む。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（ブロック１０２０）は、複合材プライ３１２の第２部分を押圧（例えば、ブロック１０１６）及び局所的に加熱（例えば、ブロック１０１８）している間に実行される。１つ以上の実施例においては、図１０に示すように、複合材プライ３１２の第２部分３５２は、成形ツール３０８の成形面３１０の第２部分上で成形される。１つ以上の実施例においては、複合材プライ３１２の第２部分は、先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも第２部分上で成形される。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（ブロック１０２０）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（ブロック１０２０）は、第２成形部２０４を使用して複合材プライ３１２の第２部分を局所的に加熱（例えば、ブロック１０１８）及び押圧（例えば、ブロック１０１６）している間、第２成形部２０４を使用して成形ツール３０８の成形面３１０の第２部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも第２部分上で複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップを含む。
１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（ブロック１０２０）は、第２成形部２０４を使用して複合材プライ３１２の第２部分に対して第２押圧力２４４を加えるステップと、複合材プライ３１２に対して第２成形部２０４を移動させるステップとを含む。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２に対して第２成形部２０４を移動させるステップは、例えば、移動機構３０２及び／又は第２アクチュエータ２１０を使用して、成形ツール３０８に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して第２エンドエフェクタ２０２を移動させるステップを含む。
第２成形部２０４が複合材プライ３１２に接触した状態で第２成形部２０４を移動させると、第２成形部２０４が複合材プライ３１２の第２部分をなぞり、これによって、複合材プライ３１２の第２部分（例えば、部分３５２）が成形ツール３０８の成形面３１０上に撫で付けられるか（例えば、図１０を参照）、或いは複合材プライ３１２の第２部分が先行成形複合材プライ３１２－１の第２部分上に撫で付けられる。したがって、第２成形部２０４が複合材プライ３１２上を移動するのに伴って、第２成形部２０４と、成形ツール３０８の成形面３１０又は先行成形複合材プライ３１２－１とによって（例えば、これらの間に）、第２押圧ニップが形成される。複合材プライ３１２は、第２成形部２０４によって、一方向から第２押圧ニップを中心として局所的に加熱される。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材プライ３１２の第２部分を伝導により局所的に冷却するステップ（ブロック１０２２）を含む。概して、局所的に冷却するステップ（ブロック１０２２）は、複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（例えば、ブロック１０２０）の後に実行される。１つ以上の実施例においては、図１０に示すように、複合材プライ３１２のうち冷却される第２部分は、成形ツール３０８の成形面３１０上で撫で付けられる複合材プライ３１２の第２部分３５２である。１つ以上の実施例においては、複合材プライ３１２のうち冷却される第２部分は、先行成形複合材プライ３１２－１上で撫で付けられる複合材プライ３１２の第２部分である。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分を局所的に冷却するステップ（ブロック１０２２）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分を局所的に冷却するステップ（ブロック１０２２）は、第２成形部２０４に接続された第２冷却要素２２４を使用して第２成形部２０４を冷却するステップを含む。第２成形部２０４からの熱は、伝導により第２冷却要素２２４に伝達される。複合材プライ３１２の第２部分を局所的に冷却するステップ（ブロック１０２２）はまた、複合材プライ３１２の第２部分を成形した後、第２成形部２０４を使用して伝導により複合材プライ３１２の第２部分を冷却するステップを含む。複合材プライ３１２からの熱は、伝導により第２成形部２０４に伝達される。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、成形ツール３０８の成形面３１０の第２部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の第２部分上で、複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の第２縁３２６を越えて延出する第２部分（例えば、第２部分３５２）を成形する（例えば、ブロック１０２０）前及び／又はその間、複合材プライ３１２の第２部分を支持するステップ（ブロック１０２４）を含む。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分を支持するステップ（ブロック１０２４）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分を支持するステップ（ブロック１０２４）は、第２プライ支持部材２０６を使用して、複合材プライ３１２のうち、成形ツール３０８の第２縁３２６を越えて延出する第２部分を支持するステップを含む。第２成形部２０４を使用して、成形ツール３０８の成形面３１０の第２部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（例えば、ブロック１０２０）の前及び／又はその間、複合材プライ３１２の第２部分は、第２プライ支持部材２０６により支持される。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、成形ツール３０８の成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２を押圧するステップ（例えば、ブロック１０１６）の前、及び／又は成形ツール３０８の成形面３１０の第２部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の第２部分上で複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（例えば、ブロック１０２０）の前、伝導により複合材プライ３１２の第２部分を加熱するステップ（ブロック１０２６）を含む。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の第２部分を加熱するステップ（ブロック１０２６）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の第２部分を加熱するステップ（ブロック１０２４）は、第２プライ支持部材２０６を使用して、伝導により複合材プライ３１２の第２部分を加熱するステップを含む。複合材プライ３１２のうち加熱される第２部分は、複合材プライ３１２のうち第２プライ支持部材２０６によって支持される部分を少なくとも含む。一例として、図１０に示すように、複合材プライ３１２の第２部分３５２は、第２成形部２０４を使用して成形ツール３０８の成形面３１０の第２部分上で複合材プライ３１２の第２部分３５２を成形するステップ（例えば、ブロック１０２０）の前及び／又はその間、第２プライ支持部材２０６によって加熱される。一例として、複合材プライ３１２の第２部分は、第２成形部２０４を使用して先行成形複合材プライ３１２－１の第２部分上で複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（例えば、ブロック１０２０）の前及び／又はその間、第２プライ支持部材２０６によって加熱される。
全体としては図１～１０を参照し、具体的には図１３を参照すると、１つ以上の実施例において、方法１０００は、例えば、複合材プライ３１２の一部分を成形するステップ（１００８）、及び複合材プライ３１２の第２部分を成形するステップ（１０２０）の前、その間、及び／又はその後、複合材プライ３１２の温度を検出するステップ（ブロック１０２８）と、複合材プライ３１２の温度を選択的に制御するステップ（ブロック１０３０）とを含む。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の温度を検出するステップ（ブロック１０２８）、及び当該温度を選択的に制御するステップ（ブロック１０３０）は、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の温度を検出するステップ（ブロック１０２８）、及び当該温度を制御するステップ（ブロック１０３０）は、複合材プライ３１２を加熱するそれぞれのステップ、すなわちステップ（ブロック１０１４）及びステップ（ブロック１０２６）の前、その間、及び／又はその後に実行される。
１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の温度を検出するステップ（ブロック１０２８）、及び当該温度を制御するステップ（ブロック１０３０）は、複合材プライ３１２を押圧するそれぞれのステップ、すなわちステップ（ブロック１００４）及びステップ（ブロック１０１６）の前、その間、及び／又はその後に実行される。
１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の温度を検出するステップ（ブロック１０２８）、及び当該温度を制御するステップ（ブロック１０３０）は、複合材プライ３１２を局所的に加熱するそれぞれのステップ、すなわちステップ（ブロック１００６）及びステップ（ブロック１０１８）の前、その間、及び／又はその後に実行される。
１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の温度を検出するステップ（ブロック１０２８）、及び当該温度を制御するステップ（ブロック１０３０）は、複合材プライ３１２を成形するそれぞれのステップ、すなわちステップ（ブロック１００８）及びステップ（ブロック１０２０）の前、その間、及び／又はその後に実行される。
１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の温度を検出するステップ（ブロック１０２８）、及び当該温度を制御するステップ（ブロック１０３０）は、複合材プライ３１２を局所的に冷却するそれぞれのステップ、すなわちステップ（ブロック１０１０）及びステップ（ブロック１０２２）の前、その間、及び／又はその後に実行される。
１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の温度制御は、例えば、成形部１０４、第２成形部２０４、プライ支持部材１０６、第２プライ支持部材２０６、環境ヒータ３２０、及び／又は追加ヒータ３７０により複合材プライ３１２に加えられる熱量を制御することで実現される。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の温度制御は、例えば、成形部１０４及び／又は第２成形部２０４により、複合材プライ３１２から除去される熱量を制御することで実現される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の温度を検出するステップ（ブロック１０２８）は、温度センサ１３０を使用して、成形部１０４の温度、及び複合材プライ３１２の一部分の温度のうちの少なくとも一方を検出するステップを含む。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の温度を検出するステップ（ブロック１０２８）は、第２温度センサ２３０を使用して、第２成形部２０４の温度、及び複合材プライ３１２の第２部分の温度のうちの少なくとも一方を検出するステップを含む。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の温度を選択的に制御するステップ（ブロック１０３０）は、温度センサ１３０から供給される温度信号１３８に基づいて、成形部１０４の温度、及び複合材プライ３１２の一部分の温度のうちの少なくとも一方を選択的に制御するステップを含む。１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２の温度を選択的に制御するステップ（ブロック１０３０）は、第２温度センサ２３０から供給される第２温度信号２３８に基づいて、第２成形部２０４の温度、及び複合材プライ３１２の第２部分の温度のうちの少なくとも一方を選択的に制御するステップを含む。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材プライ３１２の一部分の成形中、複合材プライ３１２の一部分に加えられる押圧力１４４を実質的に一定の強度に維持するステップを含む。１つ以上の実施例において、押圧力１４４を維持するステップは、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、押圧力１４４を維持するステップは、センサ１４０を使用して成形部１０４に加わる力を検出するステップと、成形部１０４によって複合材プライ３１２の一部分に加えられる押圧力１４４を、センサ１４０から供給されるセンサ信号に基づいて、実質的に一定の強度になるように選択的に制御するステップとを含む。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材プライ３１２の第２部分の成形中、複合材プライ３１２の第２部分に加えられる第２押圧力２４４を実質的に一定の強度に維持するステップを含む。１つ以上の実施例において、第２押圧力２４４を維持するステップは、複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して実行される。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、第２押圧力２４４を維持するステップは、第２センサ２４０を使用して第２成形部２０４に加わる力を検出するステップと、成形部２０４によって複合材プライ３１２の第２部分に加えられる押圧力２４４を、第２センサ２４０から供給される第２センサ信号２４２に基づいて、実質的に一定の強度になるように選択的に制御するステップとを含む。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、成形ツール３０８の成形面３１０の一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の一部分上で複合材プライ３１２の一部分を成形する間、及び／又は成形ツール３０８の成形面３１０の第２部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の第２部分上で複合材プライ３１２の第２部分を成形する間、複合材プライ３１２を保持するステップを含む。
１つ以上の実施例において、方法１０００によれば、複合材プライ３１２を保持するステップは、押さえ部材３２４を使用して、成形面３１０に対して、又は先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２を押し付けるステップを含む。１つ以上の実施例において、成形部１０４を使用して、成形ツール３０８の成形面３１０の一部分上で複合材プライ３１２の一部分を成形する間、及び／又は第２成形部２０４を使用して、成形ツール３０８の成形面３１０の第２部分上で複合材プライ３１２の第２部分を成形する間、複合材プライ３１２は、押さえ部材３２４により所定位置に保持（例えば、固定）される。１つ以上の実施例において、成形部１０４を使用して、先行成形複合材プライ３１２－１の一部分上で複合材プライ３１２の一部分を成形する間、及び／又は第２成形部２０４を使用して、先行成形複合材プライ３１２－１の第２部分上で複合材プライ３１２の第２部分を成形する間、複合材プライ３１２は、押さえ部材３２４により所定位置に保持（例えば、固定）される。
１つ以上の実施例において、方法１０００は、成形ツール３０８の成形面３１０上で複合材積層体３２８を形成するステップ（ブロック１０３２）を含む。複合材積層体３２８は、少なくとも１層の複合材プライ３１２を含む。１つ以上の実施例において、方法１０００は、複合材積層体３２８を硬化させて複合材構造体３１４（例えば、図１を参照）を作製（例えば、形成）するステップ（ブロック１０３４）を含む。１つ以上の実施例において、複合材積層体３２８は、成形ツール３０８上で硬化される。１つ以上の実施例において、複合材積層体３２８は、成形ツール３０８から硬化ツールに搬送され、当該硬化ツール上で硬化される。
１つ以上の実施例において、上述した方法１０００のステップ（例えば、ブロック１００２～ブロック１０３０）は所定回数繰り返し実行され、これにより、複合材積層体３２８が形成される（例えば、ブロック１０３２）。例えば、方法１０００は、先行成形複合材プライ３１２－１上に少なくとも１つの複合材プライ３１２を載置するステップを含む。方法１０００は、放射及び対流のうちの少なくとも一方により、複合材プライ３１２の一部分を局所的に加熱するステップを含む。方法１０００は、先行成形複合材プライ３１２－１に対して複合材プライ３１２の一部分を押圧するステップを含む。方法１０００は、複合材プライ３１２の一部分を加熱した後、先行成形複合材プライ３１２－１の一部分上で複合材プライ３１２の一部分を成形するステップを含む。
図１及び図１３を参照すると、１つ以上の実施例において、本開示は、方法１０００に従って動作することにより、成形ツール３０８の成形面３１０上で複合材積層体３２８を形成することが可能な複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００に関する。
図１を参照すると、本開示は、さらに、本明細書で説明した複合材成形装置１００及び／又は複合材成形システム３００を使用して、成形ツール３０８の成形面３１０上で形成される複合材構造体３１４に関する。図１３を参照すると、本開示は、さらに、本明細書で説明した方法１０００に従って形成される複合材構造体３１４に関する。
１つ以上の実施例において、複合材構造体３１４は、少なくとも一層の複合材プライ３１２を含み、当該少なくとも一層の複合材プライは、成形ツール３０８の成形面３１０上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で成形されて、複合材積層体３２８を構成する。複合材プライ３１２の一部分が、複合材成形装置１００の成形部１０４を使用して、成形面３１０の一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１の少なくとも一部分上で成形されている間、当該複合材プライ３１２の一部分は、成形部１０４を使用して、伝導により加熱される。１つ以上の実施例において、複合材プライ３１２の一部分が、成形面３１０の一部分上、又は先行成形複合材プライ３１２－１上で成形された後、当該複合材プライ３１２の一部分は、成形部１０４を使用して伝導により冷却される。複合材積層体３２８は、硬化されて複合材構造体３１４を形成する。
次に、図１４及び図１５を参照すると、複合材成形装置１００、複合材成形システム３００、方法１０００、及び複合材構造体３１４の実施例は、図１４のフローチャートに示す航空機の製造及び保守方法１１００、並びに図１５に概略的に示す航空機１２００に関連する場合があり、また、これらに関連して用いられうる。例えば、航空機１２００及び／又は航空機の製造及び保守方法１１００は、本明細書で説明し且つ図１～図１２に示した複合材成形装置１００又は複合材成形システム３００を用いて、及び／又は、本明細書で説明し且つ図１３に示した方法１０００に従って作製された複合材構造体３１４を利用しうる。
本開示では、複合材構造体は、航空機の製造における航空機の軽量化、及び航空機の様々なコンポーネントの長寿命化に有利であることが認識されている。複合材構造体を製造する際には、成形ツール上に複合材料の層をレイアップするのが一般的である。多くの場合、複合材料の各層は、マトリックス材料を注入するか、或いは予め含浸させた繊維シートを含んでいる。様々な複合材料層が、様々な配向でレイアップされることがあり、また、製造しようとする複合材構造体の性能要件に応じて、使用する層の数も異なることがある。複合材構造体のサイズ、幾何形状や、複雑さによっては、複合材料層のレイアップは、許容されるよりも難しいものであったり、労力を要したりする場合がある。複合材成形装置１００、複合材成形システム３００、及び方法１０００の実施例によれば、このような複合材構造体の生産速度、適合性、及び製造性が改善される。
図１５を参照すると、航空機１２００の実施例は、内装１２０６を有する機体１２０２を含みうる。航空機１２００は、複数の高水準システム１２０４も含む。高水準システム１２０４の例としては、推進系１２０８、電気系１２１０、油圧系１２１２、及び環境系１２１４のうちの１つ又は複数が挙げられる。他の実施例において、航空機１２００は、例えば通信システム、飛行制御システム、誘導システム、兵器システムなど、任意の数の他の種類のシステムを含みうる。１つ以上の実施例において、複合材成形装置１００又は複合材成形システム３００を用いて、及び／又は方法１０００に従って作製される複合材構造体３１４は、翼１２２０、胴体１２１８、パネル、ストリンガ、スパーといった機体１２０２のコンポーネントを形成する。
図１４を参照すると、生産開始前において、方法１１００は、航空機１２００の仕様決定及び設計（ブロック１１０２）と、材料調達（ブロック１１０４）とを含む。航空機１２００の生産中には、航空機１２００のコンポーネント及びサブアセンブリの製造（ブロック１１０６）とシステム統合（ブロック１１０８）とが行われる。その後、航空機１２００は、認証及び納品（ブロック１１１０）を経て、就航（ブロック１１１２）の期間に入る。定期的な整備及び保守（ブロック１１１４）には、航空機１２００の１つ以上のシステムの改良、再構成、改修などが含まれる。
図１４に示す方法１１００の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び／又は、事業者（例えば顧客）によって、実行又は実施することができる。なお、システムインテグレータには、例えば、任意の数の宇宙機メーカ及び主要システム下請業者が含まれ、第三者には、例えば、任意の数の売主、下請業者、供給業者が含まれ、事業者は、例えば、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織などである。
本明細書において図示及び説明した複合材成形装置１００、複合材成形システム３００、及び方法１０００の実施例は、図１４のフローチャートに示した製造及び保守方法１１００における任意の１つ以上の段階で採用することができる。一例として、方法１０００に従って、及び／又は、複合材成形装置１００又は複合材成形システム３００を用いて実施される複合材構造体３１４の製造は、コンポーネント及びサブアセンブリの製造（ブロック１１０６）及び／又はシステム統合（ブロック１１０８）の一部を構成してもよい。さらに、方法１０００に従って、及び／又は、複合材成形装置１００又は複合材成形システム３００を用いて製造される複合材構造体３１４は、航空機１２００の就航期間（ブロック１１１２）に用意されるコンポーネント又はサブアセンブリと同じ様に使用することができる。また、方法１０００に従って、及び／又は、複合材成形装置１００又は複合材成形システム３００を用いて製造される複合材構造体３１４は、システム統合（ブロック１１０８）並びに認証及び納品（ブロック１１１０）の際に利用することができる。同様に、方法１０００に従って、及び／又は、複合材成形装置１００又は複合材成形システム３００を用いて実施される複合材構造体３１４の製造は、限定するものではないが、例えば、航空機１２００の就航期間中（ブロック１１１２）並びに整備及び保守（ブロック１１１４）の際に利用してもよい。例えば、方法１０００に従って、及び／又は、複合材成形装置１００又は複合材成形システム３００を用いて予備や交換用の複合材部品を作製しておき、これらの部品を所定の保守サイクルにおいて設置したり、対応する複合材部品に損傷が認められた場合に設置したりすることができる。
なお、航空宇宙産業の場合を例として説明したが、本明細書で開示した実施例及び原理は、他の産業にも適用することができ、例えば、自動車産業、宇宙産業、建設業、その他の設計及び製造業に適用することができる。従って、本明細書で開示した実施例及び原理は、航空機以外の種類のビークル（例えば、陸上車両、船舶、宇宙船など）や独立型の構造体における構成要素アセンブリ及びシステム、並びにその製造方法にも適用することができる。
上記の詳細な説明では、添付の図面を参照しているが、これらの図面は、本開示に記載の特定の実施例を示すものである。従って、これらとは異なる構造及び動作を有する他の実施例も、本開示の範囲から逸脱するものではない。なお、異なる図面において、同様の参照符号は、同じ特徴、要素、又はコンポーネントを示している。本開示全体を通じて、複数のアイテムのうちの任意の１つを個別にアイテムと称する場合があり、また、複数のアイテムをまとめてアイテムと称して、同様の参照符号で指す場合がある。さらに、本明細書において、単数形で記載されている特徴、要素、コンポーネント、又はステップは、別段の断りが無い限り、複数の特徴、要素、コンポーネント、又はステップを排除しないものとして理解されるべきである。
上述の実施例は、本開示の主題についての例示的且つ非排他的な例であり、必須ではないが、特許請求の範囲に記載されているものも含まれうる。ここでいう「実施例」とは、その例に関して述べている１つ以上の特徴、構造、要素、コンポーネント、特性、及び／又はステップが、本開示の主題の少なくとも１つの態様、実施形態、及び／又は実施態様に含まれることを意味する。従って、本開示全体を通して、「一実施例」、「他の実施例」、「１つ以上の実施例」や、これらと同様の文言は、必須ではないが、同じ実施例を指す場合がある。また、任意の１つの実施例を特徴づける主題は、必須ではないが、任意の他の実施例を特徴づける主題を含みうる。また、任意の１つの実施例を特徴づける主題は、必須ではないが、任意の他の実施例を特徴づける主題と組み合わせることができる。
本明細書において、特定の機能を実行するように「構成された」システム、装置、デバイス、構造、物品、要素、コンポーネント、又はハードウェアは、一切の変更を要することなく当該特定の機能を実行できるものを指し、変更を施すことにより当該特定の機能を実行できる可能性のあるものを指すのではない。換言すれば、特定の機能を実行するように「構成された」システム、装置、デバイス、構造、物品、要素、コンポーネント、又はハードウェアは、その特定の機能を実行することを目的として、具体的に、選択され、作製され、実施され、利用され、プログラムされ、及び／又は設計されたものを指す。本明細書において、「構成されている」ということは、システム、装置、構造、物品、要素、コンポーネント、又はハードウェアが既に備えている特性に言及するものであり、この特性により、当該システム、装置、構造、物品、要素、コンポーネント、又はハードウェアは、何ら変更を要することなくその特定の機能を実行することができる。本開示において、特定の機能を実行するように「構成されている」システム、装置、デバイス、構造、物品、要素、コンポーネント、又はハードウェアは、この記載に加えて、或いは、この記載に代えて、当該機能を行うように「適合化された」、及び／又は「動作可能な」ものとして記載される場合もある。
本明細書に提示した複合材プライ３１２の加熱温度（例えば、成形温度）及び温度範囲（例えば、成形温度範囲）は、あくまでも例示であって、例えば、例示した温度や温度範囲を下回るか、或いは、超える他の温度又は温度範囲も、成形装置１００及び成形システム３００の意図した機能を逸脱することなく、方法１０００の意図した実施態様を逸脱することなく、且つ、本開示の原理及び目的を逸脱することなく適用可能である。
別段の示唆が無い限り、「第１」、「第２」、「第３」等の用語は、本明細書では単に標識として用いられており、これらの用語で言及しているアイテムに対し、順序、位置、または階層的な要件を課すものではない。さらに、例えば「第２」のアイテムについて言及することは、例えば「第１」のようなより小さい序数のアイテムや、例えば「第３」のようなより大きい序数のアイテムの存在を要件とするものでも、排除するものではない。
本開示において、アイテムの「位置」という用語は、固定の基準系に対する三次元空間における当該アイテムの位置、及び固定の基準系に対する三次元空間における角度配向を指す。
本明細書において、「所定数の」という表現は、１つ以上のアイテムを指す。
本明細書において、「のうちの少なくとも１つ」という表現をアイテムの列挙について用いる場合、列挙されたアイテムのうちの１つ又はそれ以上を様々な組み合わせで用いてもよいことを意味し、また、列挙された各アイテムの１つだけが必要な場合もあることを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」には、限定するものではないが例えば、アイテムＡを指す場合、又は、アイテムＡとアイテムＢを指す場合が含まれる。また、この例では、アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ、又は、アイテムＢとアイテムＣを指す場合も含まれる。他の例では、「のうちの少なくとも１つ」は、限定するものではないが例えば、２個のアイテムＡと、１個のアイテムＢと、１０個のアイテムＣを指す場合、４個のアイテムＢと７個のアイテムＣを指す場合、また、その他の適切な組み合わせが含まれる。本明細書において、「及び／又は」という用語と「／」の記号は、列挙されたアイテムのうちの１つ以上のアイテムの任意の組み合わせが全て含まれる。
本開示において、「接続された」、「接続する」などの用語は、２つ以上の要素が互いに結合、連結、固定、取り付け、接続、通信状態に置かれる、又はその他の方法で（例えば、機械的、電気的、流体的、光学的、電磁気的に）関連付けられていることを意味する。様々な例において、これらの要素は、直接的または間接的に関連付けられる。一例では、要素Ａは、要素Ｂに直接的に関連付けられる。他の例では、要素Ａは、例えば他の要素Ｃを介して、要素Ｂに間接的に関連付けられる。なお、開示された様々な要素間の関連付けは、必ずしも全て示されているとは限らない。従って、図示した以外の接続も存在しうる。
本明細書において、「約」という用語は、記載された状態と厳密に同一ではないが、記載された状態に近く、所望の機能の実行、又は所望の結果の達成が可能な状態を指す。例として、「約」という用語は、許容可能な所定の公差又は精度の範囲内にある状態を指し、例えば、記載された状態の１０％以内の状態を指す。ただし、「約」という用語は、記載された状態とまったく同一の状態を排除するものではない。本明細書において、「実質的に」という用語は、記載された状態と本質的に同じであって、所望の機能の実行、又は所望の結果の達成が可能な状態を意味する。
上述の記載において参照した図１～図１２及び図１５は、機能的な要素、特徴、又はコンポーネントを表しており、必ずしも特定の具体的な構造を示唆するものではない。したがって、図示の構造について変形、追加、及び／又は省略を行うことができる。加えて、当業者であればわかるように、図１～図１２及び図１５に示して説明した全ての要素、特徴、及び／又はコンポーネントが、全ての実施例に含まれている必要はなく、また、説明した全ての要素、特徴、及び／又はコンポーネントが例示的な各実施態様に示されているとは限らない。したがって、図１～図１２及び図１５に示して説明した要素、特徴、及び／又はコンポーネントのうちのいくつかは、図１～図１２及び図１５や他の図面、及び／又は付随する開示に示される他の要素、特徴、及び／又はコンポーネントを含まずに、様々な方法で組み合わせることが可能であり、この際に、そのような組み合わせが本開示に明示されている必要はない。同様に、記載された実施例に限定されない追加の特徴を、本明細書で図示及び説明した特徴のいくつか又は全てと組み合わせることもできる。別段の断りが無い限り、図１～図１２及び図１５に示した上述の実施例の概略図は、例示的な実施例について何ら構造的な限定を示唆する意図ではない。むしろ、一つの例示的な構造を示しているが、当該構造は適宜変更することが可能であると理解されるべきである。したがって、図示の構造について変形、追加、及び／又は省略を行うことができる。さらに、図１～図１２及び図１５において、類似の目的、又は少なくとも実質的に類似の目的を果たす要素、特徴、及び／又はコンポーネントには、同じ参照符号が付されており、そのような要素、特徴、及び／又はコンポーネントについては、図１～図１２及び図１５を参照して詳しく説明しない場合もある。同様に、図１～図１２及び図１５では、全ての要素、特徴、及び／又はコンポーネントに参照符号が記載されているとは限らないが、これらの要素に関連付けられた参照符号を、一貫性を保つために説明に用いる場合もある。
上述の記載において参照した図１３及び図１４において、ブロックは、処理、ステップ、及び／又は、これらの一部を示す場合があり、様々なブロックを繋ぐ線は、処理又はその一部の特定の順序又は従属関係を暗示するものではない。なお、開示されている様々な処理間の従属関係が、必ずしも全て示されているとは限らない。図１３及び図１４、並びに本明細書に記載の方法における処理を説明するための付随する開示は、これらの処理が行われる順序を必ずしも決定するものではない。むしろ、一つの例示的な順序を示しているが、これらの処理の順序は適宜変更することが可能であると理解されるべきである。したがって、例示の処理に対して変形、追加、及び／又は省略を行うことが可能であり、また、いくつかの処理は、異なる順序で行うことも、或いは同時に行うことも可能である。加えて、当業者であれば分かるように、必ずしも全ての処理を行う必要はない。
本明細書は、以下に関連する付記も提供する。
付記１．エンドエフェクタ（１０２）と、
前記エンドエフェクタ（１０２）に接続された成形部（１０４）と、
前記成形部（１０４）に接続されており、当該成形部（１０４）を加熱する加熱要素（１１２）と、を含み、
前記エンドエフェクタ（１０２）は、複合材プライ（３１２）に対して前記成形部（１０４）を移動させて、成形ツール（３０８）上、又は先行成形複合材プライ（３１２－１）上で、前記複合材プライ（３１２）を成形し、
前記成形部（１０４）は、伝導により前記複合材プライ（３１２）を加熱する、複合材成形装置（１００）。
付記２．前記加熱要素（１１２）は、前記成形部（１０４）内に配置されている、付記１に記載の複合材成形装置（１００）。
付記３．前記加熱要素（１１２）は、抵抗ヒータ（１１４）である、付記１又は２に記載の複合材成形装置（１００）。
付記４．前記加熱要素（１１２）は、誘導ヒータ（１１６）である、付記１～３のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記５．前記成形部（１０４）は、袋状体（１１８）を含み、
前記袋状体（１１８）は、膨張可能である、付記１～４のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記６．前記袋状体（１１８）は、内面（１４８）及び外面（１５０）を含む筒状本体（１６０）を含み、
前記加熱要素（１１２）は、前記内面（１４８）に接続されるか、或いは、前記内面（１４８）と前記外面（１５０）との間に配置されている、付記５に記載の複合材成形装置（１００）。
付記７．前記成形部（１０４）は、ワイパー（１２０）を含む、付記１～６のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記８．前記成形部（１０４）は、フィンガー（１２２）を含む、付記１～７のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記９．前記成形部（１０４）は、フルオロエラストマーで形成される、付記１～８のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記１０．前記成形部（１０４）は、シリコーンで形成される、付記１～９のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記１１．前記成形部（１０４）を冷却する冷却要素（１２４）をさらに含み、
前記複合材プライ（３１２）からの熱は、伝導により前記成形部（１０４）に伝達される、付記１～１０のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記１２．前記冷却要素（１２４）は、前記成形部（１０４）内に配置されている、付記１１に記載の複合材成形装置（１００）。
付記１３．前記冷却要素（１２４）は、
前記成形部（１０４）を貫通する流路（１２６）と、
前記流路（１２６）を流れる流体（１２８）と、を含む、付記１１又は１２に記載の複合材成形装置（１００）。
付記１４．前記成形部（１０４）及び前記複合材プライ（３１２）のうちの少なくとも一方の温度を検出する温度センサ（１３０）をさらに含む、付記１～１３のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記１５．前記温度センサ（１３０）は、接触式温度センサ（１３２）である、付記１４に記載の複合材成形装置（１００）。
付記１６．前記温度センサ（１３０）は、非接触式温度センサ（１３４）である、付記１４又は１５に記載の複合材成形装置（１００）。
付記１７．前記加熱要素（１１２）及び前記温度センサ（１３０）に接続された制御ユニット（１３６）をさらに含み、
前記制御ユニット（１３６）は、前記温度センサ（１３０）から供給される温度信号（１３８）、及び前記加熱要素（１１２）に供給されるアンペア数のうちの少なくとも一方に基づいて、前記加熱要素（１１２）を選択的に制御する、付記１４～１６のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記１８．前記成形ツール（３０８）及び前記成形部（１０４）に対して移動可能であって、前記複合材プライ（３１２）のうち、前記成形ツール（３０８）の縁（３１６）を越えて延出する部分を支持するプライ支持部材（１０６）をさらに含む、付記１～１７のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記１９．前記プライ支持部材（１０６）は、伝導により前記複合材プライ（３１２）の前記部分を加熱する、付記１８に記載の複合材成形装置（１００）。
付記２０．前記エンドエフェクタ（１０２）に対して移動可能であって、前記成形ツール（３０８）に対して、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）に対して前記複合材プライ（３１２）を押し付ける押さえ部材（３２４）をさらに含む、付記１～１９のいずれか１つに記載の複合材成形装置（１００）。
付記２１．移動機構（３０２）と、
前記移動機構（３０２）に接続された、付記１に記載の複合材成形装置（１００）と、
成形面（３１０）を有する前記成形ツール（３０８）と、を含み、
前記移動機構（３０２）は、前記成形ツール（３０８）の前記成形面（３１０）に対して前記複合材成形装置（１００）を選択的に配置し、
前記加熱要素（１１２）は、前記成形部（１０４）を加熱し、
前記成形部（１０４）は、複合材プライ（３１２）が前記成形部（１０４）によって前記成形ツール（３０８）の前記成形面（３１０）上、又は先行成形複合材プライ（３１２－１）上で成形される前、伝導により前記複合材プライ（３１２）を加熱する、複合材成形システム（３００）。
付記２２．上述の複合材成形装置（１００）を使用して、前記成形ツール（３０８）上で複合材積層体（３２８）を形成するための方法（１０００）。
付記２３．上述の複合材成形装置（１００）を使用して、前記成形ツール（３０８）上で形成される複合材構造体（３１４）。
付記２４．移動機構（３０２）と、
前記移動機構（３０２）に接続されたエンドエフェクタ（１０２）と、
前記エンドエフェクタ（１０２）に接続された成形部（１０４）と、
前記成形部（１０４）に接続された加熱要素（１１２）と、を含み、
前記エンドエフェクタ（１０２）は、複合材プライ（３１２）に対して前記成形部（１０４）を選択的に移動させて、前記複合材プライ（３１２）に対して押圧力（１４４）を加え、
前記移動機構（３０２）は、前記複合材プライ（３１２）に対して前記エンドエフェクタ（１０２）を選択的に移動させて、前記成形部（１０４）を使用して成形ツール（３０８）の一部分上、又は先行成形複合材プライ（３１２－１）の少なくとも一部分上で、前記複合材プライ（３１２）の一部分を成形し、
前記加熱要素（１１２）は、前記成形部（１０４）を加熱し、
前記成形部（１０４）からの熱は、伝導により前記複合材プライ（３１２）に伝達される、複合材成形システム（３００）。
付記２５．前記成形ツール（３０８）に対して移動可能であって、前記複合材プライ（３１２）のうち、前記成形ツール（３０８）の縁（３１６）を越えて延出する前記部分を支持するプライ支持部材（１０６）をさらに含む、付記２４に記載の複合材成形システム（３００）。
付記２６．前記プライ支持部材（１０６）は、伝導により前記複合材プライ（３１２）の前記部分を加熱する、付記２５に記載の複合材成形システム（３００）。
付記２７．前記移動機構（３０２）に接続された第２エンドエフェクタ（２０２）と、
前記第２エンドエフェクタ（２０２）に接続された第２成形部（２０４）と、
前記第２成形部（２０４）に接続された第２加熱要素（２１２）と、をさらに含み、
前記第２エンドエフェクタ（２０２）は、前記複合材プライ（３１２）に対して前記第２成形部（２０４）を選択的に移動させて、前記複合材プライ（３１２）に対して第２押圧力（２４４）を加え、
前記移動機構（３０２）は、前記複合材プライ（３１２）に対して前記第２エンドエフェクタ（２０２）を選択的に移動させて、前記第２成形部（２０４）を使用して前記成形ツール（３０８）の第２部分上、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）の少なくとも第２部分上で、前記複合材プライ（３１２）の第２部分を成形し、
前記第２加熱要素（２１２）は、前記第２成形部（２０４）を加熱し、
前記第２成形部（２０４）からの熱は、伝導により前記複合材プライ（３１２）に伝達される、付記２４～２６のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記２８．前記成形ツール（３０８）に対して移動可能であって、前記複合材プライ（３１２）のうち、前記成形ツール（３０８）の第２縁（３２６）を越えて延出する前記第２部分を支持する第２プライ支持部材（２０６）をさらに含む、付記２７に記載の複合材成形システム（３００）。
付記２９．前記第２プライ支持部材（２０６）は、伝導により前記複合材プライ（３１２）の前記第２部分を加熱する、付記２８に記載の複合材成形システム（３００）。
付記３０．前記移動機構（３０２）に接続する押さえ部材（３２４）をさらに含み、
前記押さえ部材（３２４）は、前記移動機構（３０２）に対して移動可能であって、前記成形ツール（３０８）に対して、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）に対して前記複合材プライ（３１２）を押し付ける、付記２７～２９のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記３１．前記加熱要素（１１２）は、前記成形部（１０４）内に配置されており、
前記第２加熱要素（２１２）は、前記第２成形部（２０４）内に配置されている、付記２７～３０のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記３２．前記加熱要素（１１２）及び前記第２加熱要素（２１２）のうちの少なくとも一方は、抵抗ヒータ（１１４）である、付記２７～３１のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記３３．前記加熱要素（１１２）及び前記第２加熱要素（２１２）のうちの少なくとも一方は、誘導ヒータ（１１６）である、付記２７～３２のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記３４．前記成形部（１０４）及び前記第２成形部（２０４）のうちの少なくとも一方は、袋状体（１１８）を含み、
前記袋状体（１１８）は、膨張可能である、付記２７～３３のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記３５．前記成形部（１０４）及び前記第２成形部（２０４）のうちの少なくとも一方は、ワイパー（１２０）を含む、付記２７～３４のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記３６．前記成形部（１０４）及び前記第２成形部（２０４）のうちの少なくとも一方は、フィンガー（１２２）を含む、付記２７～３５のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記３７．前記成形部（１０４）を冷却する冷却要素（１２４）と、
前記第２成形部（２０４）を冷却する第２冷却要素（２２４）と、をさらに含み、
前記複合材プライ（３１２）からの熱は、伝導により前記成形部（１０４）に伝達され、
前記複合材プライ（３１２）からの熱は、伝導により前記第２成形部（２０４）に伝達される、付記２７～３６のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記３８．前記冷却要素（１２４）は、前記成形部（１０４）内に配置されており、
前記第２冷却要素（２２４）は、前記第２成形部（２０４）内に配置されている、付記３７に記載の複合材成形システム（３００）。
付記３９．前記成形部（１０４）及び前記複合材プライ（３１２）のうちの少なくとも一方の温度を検出する温度センサ（１３０）と、
前記第２成形部（２０４）及び前記複合材プライ（３１２）のうちの少なくとも一方の温度を検出する第２温度センサ（２３０）と、をさらに含む、付記２７～３８のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記４０．前記温度センサ（１３０）及び前記第２温度センサ（２３０）のうちの少なくとも一方は、接触式温度センサ（１３２）である、付記３９に記載の複合材成形システム（３００）。
付記４１．前記温度センサ（１３０）及び前記第２温度センサ（２３０）のうちの少なくとも一方は、非接触式温度センサ（１３４）である、付記３９又は４０に記載の複合材成形システム（３００）。
付記４２．前記加熱要素（１１２）、前記温度センサ（１３０）、前記第２加熱要素（２１２）、及び前記第２温度センサ（２３０）に接続された制御ユニット（１３６）をさらに含み、
前記制御ユニット（１３６）は、前記温度センサ（１３０）から供給される温度信号（１３８）、及び前記加熱要素（１１２）に供給されるアンペア数のうちの少なくとも一方に基づいて、前記加熱要素（１１２）を選択的に制御し、
前記制御ユニット（１３６）は、前記第２温度センサ（２３０）から供給される第２温度信号（２３８）、及び前記第２加熱要素（２１２）に供給される第２アンペア数のうちの少なくとも一方に基づいて、前記第２加熱要素（２１２）を選択的に制御する、付記３９～４１のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記４３．複数のエンドエフェクタ（１０２）であって、各々が前記移動機構（３０２）に接続された複数のエンドエフェクタ（１０２）と、
複数の成形部（１０４）であって、各々が前記複数のエンドエフェクタ（１０２）のうちの対応する１つに接続された複数の成形部（１０４）と、
複数の加熱要素（１１２）であって、各々が前記複数の成形部（１０４）のうちの対応する１つに接続された複数の加熱要素（１１２）と、をさらに含み、
前記複数のエンドエフェクタ（１０２）の各々は、前記複合材プライ（３１２）に対して前記複数の成形部（１０４）のうちの対応する１つを選択的に移動させて、前記複合材プライ（３１２）に対して前記押圧力（１４４）を加え、
前記移動機構（３０２）は、前記複合材プライ（３１２）に対して前記複数のエンドエフェクタ（１０２）の各々を選択的に移動させて、前記複数の成形部（１０４）のうちの対応する１つを使用して、前記成形ツール（３０８）の一部分上、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）の少なくとも一部分上で、前記複合材プライ（３１２）の一部分を成形し、
前記複数の加熱要素（１１２）の各々は、前記複数の成形部（１０４）のうちの対応する１つを加熱し、
前記複数の成形部（１０４）からの熱は、伝導により前記複合材プライ（３１２）に伝達される、付記２４～４２のいずれか１つに記載の複合材成形システム（３００）。
付記４４．付記２４～４３に記載の複合材成形システム（３００）を使用して、前記成形ツール（３０８）上で複合材積層体（３２８）を形成するための方法（１０００）。
付記４５．付記２４～４３に記載の複合材成形システム（３００）を使用して、前記成形ツール（３０８）上で形成される複合材構造体（３１４）。
付記４６．複合材構造体（３１４）を作製するための方法（１０００）であって、
成形ツール（３０８）又は先行成形複合材プライ（３１２－１）上に複合材プライ（３１２）を配置することと、
エンドエフェクタ（１０２）を使用して、前記複合材プライ（３１２）に接触するように成形部（１０４）を配置することと、
前記成形部（１０４）に接続された加熱要素（１１２）を使用して、前記成形部（１０４）を加熱することと、
前記成形部（１０４）を使用して、伝導により前記複合材プライ（３１２）の一部分を加熱することと、
前記成形部（１０４）を使用して、前記複合材プライ（３１２）の前記部分を加熱している間、前記成形部（１０４）を使用して、前記成形ツール（３０８）の一部分上、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）の少なくとも一部分上で前記複合材プライ（３１２）の前記部分を成形することと、の各ステップを含む、方法（１０００）。
付記４７．前記成形部（１０４）に接続された冷却要素（１２４）を使用して、前記成形部（１０４）を冷却することと、
前記複合材プライ（３１２）の前記部分を成形した後、前記成形部（１０４）を使用して、伝導により前記複合材プライ（３１２）の前記部分を冷却することと、をさらに含む、付記４６に記載の方法（１０００）。
付記４８．前記温度センサ（１３０）を使用して、前記成形部（１０４）及び前記複合材プライ（３１２）のうちの少なくとも一方の温度を検出することと、
前記温度センサ（１３０）から供給される温度信号（１３８）、及び前記加熱要素（１１２）に供給されるアンペア数のうちの少なくとも一方に基づいて、前記成形部（１０４）及び前記複合材プライ（３１２）のうちの少なくとも一方の温度を選択的に制御することと、をさらに含む、付記４６又は４７に記載の方法（１０００）。
付記４９．前記成形部（１０４）を使用して、前記成形ツール（３０８）の前記部分上で、前記複合材プライ（３１２）のうち、前記成形ツール（３０８）の縁（３１６）を越えて延出する前記部分を成形する前、前記プライ支持部材（１０６）を使用して、前記複合材プライ（３１２）の前記部分を支持することをさらに含む、付記４６～４８のいずれか１つに記載の方法（１０００）。
付記５０．前記成形部（１０４）を使用して、前記成形ツール（３０８）の前記部分上で前記複合材プライ（３１２）の前記部分を成形する前、前記プライ支持部材（１０６）を使用して、伝導により前記複合材プライ（３１２）の前記部分を加熱することと、
前記成形ツール（３０８）を使用して、伝導により前記成形部（１０４）の反対側の前記複合材プライ（３１２）の前記部分を加熱することと、のうちの少なくとも１つをさらに含む、付記４９に記載の方法（１０００）。
付記５１．第２エンドエフェクタ（２０２）を使用して、前記複合材プライ（３１２）に接触するように第２成形部（２０４）を配置することと、
前記第２成形部（２０４）に接続された第２加熱要素（２１２）を使用して、前記第２成形部（２０４）を加熱することと、
前記第２成形部（２０４）を使用して、伝導により前記複合材プライ（３１２）の第２部分を加熱することと、
前記第２成形部（２０４）を使用して、前記複合材プライ（３１２）の前記第２部分を加熱している間、前記第２成形部（２０４）を使用して、前記成形ツール（３０８）の第２部分上、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）の少なくとも第２部分上で、前記複合材プライ（３１２）の前記第２部分を成形することと、をさらに含む、付記４６～５０のいずれか１つに記載の方法（１０００）。
付記５２．前記第２成形部（２０４）に接続された第２冷却要素（２２４）を使用して、前記第２成形部（２０４）を冷却することと、
前記複合材プライ（３１２）の前記第２部分を成形した後、前記第２成形部（２０４）を使用して、伝導により前記複合材プライ（３１２）の前記第２部分を冷却することと、をさらに含む、付記５１に記載の方法（１０００）。
付記５３．少なくとも一層の前記複合材プライ（３１２）を含む前記複合材積層体（３２８）を、前記成形ツール（３０８）上で形成することと、
前記複合材積層体（３２８）を硬化させて前記複合材構造体（３１４）を形成することと、をさらに含む、付記４６～５２のいずれか１つに記載の方法（１０００）。
付記５４．付記４６～５３のいずれか１つに記載の方法（１０００）に従って操作される複合材成形装置（１００）。
付記５５．付記４６～５３のいずれか１つに記載の方法（１０００）に従って形成される複合材構造体（３１４）。
付記５６．複合材構造体（３１４）を作製するための方法（１０００）であって、
成形ツール（３０８）上、又は当該成形ツール（３０８）上に配置された先行成形複合材プライ（３１２－１）上に複合材プライ（３１２）を載置することと、
前記成形ツール（３０８）に対して、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）に対して、前記複合材プライ（３１２）の一部分を押圧することと、
前記複合材プライ（３１２）のうち押圧される前記部分を伝導により局所的に加熱することと、
前記複合材プライ（３１２）の前記部分を押圧して局所的に加熱している間、前記成形ツール（３０８）の一部分上、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）の少なくとも一部分上で、前記複合材プライ（３１２）の前記部分を成形することと、の各ステップを含む、方法（１０００）。
付記５７．前記複合材プライ（３１２）の前記部分を成形した後、伝導により前記複合材プライ（３１２）の前記部分を局所的に冷却することをさらに含む、付記５６に記載の方法（１０００）。
付記５８．前記複合材プライ（３１２）の温度を検出することと、
前記複合材プライ（３１２）の前記部分を成形している間、前記複合材プライ（３１２）の前記温度を選択的に制御することと、をさらに含む、付記５６又は５７に記載の方法（１０００）。
付記５９．前記成形ツール（３０８）の前記部分上で、前記複合材プライ（３１２）のうち、前記成形ツール（３０８）の縁（３１６）を越えて延出する前記部分を成形する前、前記複合材プライの前記部分を支持することをさらに含む、付記５６～５８のいずれか１つに記載の方法（１０００）。
付記６０．前記成形ツール（３０８）に対して前記複合材プライ（３１２）の前記部分を押圧する前、伝導により前記複合材プライ（３１２）の前記部分を加熱することをさらに含む、付記５９に記載の方法（１０００）。
付記６１．前記成形ツール（３０８）に対して、又は当該成形ツール（３０８）上に配置された前記先行成形複合材プライ（３１２－１）に対して、前記複合材プライ（３１２）の第２部分を押圧することと、
前記複合材プライ（３１２）のうち押圧される前記第２部分を伝導により局所的に加熱することと、
前記複合材プライ（３１２）の前記第２部分を押圧して局所的に加熱している間、前記成形ツール（３０８）の第２部分上、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）の少なくとも第２部分上で、前記複合材プライ（３１２）の前記第２部分を成形することと、をさらに含む、付記５６～６０のいずれか１つに記載の方法（１０００）。
付記６２．前記複合材プライ（３１２）の前記第２部分を成形した後、伝導により前記複合材プライ（３１２）の前記第２部分を局所的に冷却することをさらに含む、付記６１に記載の方法（１０００）。
付記６３．少なくとも一層の前記複合材プライ（３１２）を含む前記複合材積層体（３２８）を、前記成形ツール（３０８）上で形成することと、
前記成形ツール（３０８）上で前記複合材積層体（３２８）を硬化させて前記複合材構造体（３１４）を形成することと、をさらに含む、付記５６～６２のいずれか１つに記載の方法（１０００）。
付記６４．付記５６～６３のいずれか１つに記載の方法（１０００）に従って形成される複合材構造体（３１４）。
付記６５．少なくとも一層の複合材プライ（３１２）を含み、
前記少なくとも一層の複合材プライ（３１２）は、成形ツール（３０８）上、又は当該成形ツール（３０８）上に配置された先行成形複合材プライ（３１２－１）上で成形されて、複合材積層体（３２８）を形成し、
前記成形部（１０４）を使用して、前記成形ツール（３０８）の一部分上、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）の少なくとも一部分上で前記複合材プライ（３１２）の一部分が成形されている間、前記複合材プライ（３１２）の前記部分は、伝導により複合材成形装置（１００）の成形部（１０４）によって加熱され、
前記複合材積層体（３２８）は、硬化されて前記複合材構造体（３１４）を形成する、複合材構造体（３１４）。
付記６６．前記複合材プライ（３１２）の前記部分が、成形ツール（３０８）の前記部分上、又は前記先行成形複合材プライ（３１２－１）の少なくとも一部分上で成形された後、前記複合材プライ（３１２）の前記部分は、伝導により前記成形部（１０４）によって冷却される、付記６５に記載の複合材構造体（３１４）。
なお、本明細書の全体を通して、特徴及び利点に言及することや、これに類する文言は、本明細書に開示の実施例により実現される全ての特徴及び全ての利点がいずれか１つの実施例に含まれること、或いは含まれるべきであることを示唆するものではない。むしろ、特徴及び利点に言及する文言は、ある実施例に関連して説明された特定の特徴、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している。したがって、本開示全体を通じて用いられている特徴や利点の説明、及び同様の文言は、必ずしもそうとは限らないが、同じ実施例について言及している場合もある。
１つの実施例について記載した特徴、利点、及び特性は、１つ以上の他の実施例において、任意の適切な形で組み合わせることができる。当業者であればわかるように、本明細書に記載の実施例は、特定の実施例の具体的な特徴又は利点のうちの１つ又は複数を含まなくても実施可能である。他の例では、特定の実施例において追加の特徴及び利点が認められる場合があるが、これらの特徴及び利点は、全ての実施例に含まれていなくてもよい。また、複合材成形装置１００、複合材成形システム３００、方法１０００、及び複合材構造体３１４の様々な実施例を図示し説明しているが、当業者であれば、本明細書を読めば、多くの変更を想定できるであろう。本願は、そのような変形例も包含し、特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。

Claims (15)

  1. エンドエフェクタと、
    前記エンドエフェクタに接続された成形部と、
    前記成形部に接続されており、当該成形部を加熱する加熱要素と、を含み、
    前記エンドエフェクタは、複合材プライに対して前記成形部を移動させて、成形ツール上、又は先行成形複合材プライ上で、前記複合材プライを成形し、
    前記成形部は、伝導により前記複合材プライを加熱する、複合材成形装置。
  2. 前記加熱要素は、前記成形部内に配置されている、請求項１に記載の複合材成形装置。
  3. 前記成形部は、袋状体を含み、
    前記袋状体は、膨張可能である、請求項１又は２に記載の複合材成形装置。
  4. 前記成形部は、ワイパーを含む、請求項１又は２に記載の複合材成形装置。
  5. 前記成形部は、フィンガーを含む、請求項１又は２に記載の複合材成形装置。
  6. 前記エンドエフェクタに対して移動可能であって、前記成形ツールに対して、又は前記先行成形複合材プライに対して前記複合材プライを押し付ける押さえ部材をさらに含む、請求項１又は２に記載の複合材成形装置。
  7. 移動機構と、
    前記移動機構に接続されたエンドエフェクタと、
    前記エンドエフェクタに接続された成形部と、
    前記成形部に接続された加熱要素と、を含み、
    前記エンドエフェクタは、複合材プライに対して前記成形部を選択的に移動させて、前記複合材プライに対して押圧力を加え、
    前記移動機構は、前記複合材プライに対して前記エンドエフェクタを選択的に移動させて、前記成形部を使用して成形ツールの一部分上、又は先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で、前記複合材プライの一部分を成形し、
    前記加熱要素は、前記成形部を加熱し、
    前記成形部からの熱は、伝導により前記複合材プライに伝達される。複合材成形システム。
  8. 前記移動機構に接続された第２エンドエフェクタと、
    前記第２エンドエフェクタに接続された第２成形部と、
    前記第２成形部に接続された第２加熱要素と、をさらに含み、
    前記第２エンドエフェクタは、前記複合材プライに対して前記第２成形部を選択的に移動させて、前記複合材プライに対して第２押圧力を加え、
    前記移動機構は、前記複合材プライに対して前記第２エンドエフェクタを選択的に移動させて、前記第２成形部を使用して前記成形ツールの第２部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも第２部分上で、前記複合材プライの第２部分を成形し、
    前記第２加熱要素は、前記第２成形部を加熱し、
    前記第２成形部からの熱は、伝導により前記複合材プライに伝達される、請求項７に記載の複合材成形システム。
  9. 複数のエンドエフェクタであって、各々が前記移動機構に接続された複数のエンドエフェクタと、
    複数の成形部であって、各々が前記複数のエンドエフェクタのうちの対応する１つに接続された複数の成形部と、
    複数の加熱要素であって、各々が前記複数の成形部のうちの対応する１つに接続された複数の加熱要素と、をさらに含み、
    前記複数のエンドエフェクタの各々は、前記複合材プライに対して前記複数の成形部のうちの対応する１つを選択的に移動させて、前記複合材プライに対して前記押圧力を加え、
    前記移動機構は、前記複合材プライに対して前記複数のエンドエフェクタの各々を選択的に移動させて、前記複数の成形部のうちの対応する１つを使用して、前記成形ツールの一部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で、前記複合材プライの一部分を成形し、
    前記複数の加熱要素の各々は、前記複数の成形部のうちの対応する１つを加熱し、
    前記複数の成形部からの熱は、伝導により前記複合材プライに伝達される、請求項７又は８に記載の複合材成形システム。
  10. 複合材構造体を作製するための方法であって、
    成形ツール又は先行成形複合材プライ上に複合材プライを配置することと、
    エンドエフェクタを使用して、前記複合材プライに接触するように成形部を配置することと、
    前記成形部に接続された加熱要素を使用して、前記成形部を加熱することと、
    前記成形部を使用して、伝導により前記複合材プライの一部分を加熱することと、
    前記成形部を使用して、前記複合材プライの前記部分を加熱している間、前記成形部を使用して、前記成形ツールの一部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも一部分上で前記複合材プライの前記部分を成形することと、の各ステップを含む、方法。
  11. 前記成形部に接続された冷却要素を使用して、前記成形部を冷却することと、
    前記複合材プライの前記部分を成形した後、前記成形部を使用して、伝導により前記複合材プライの前記部分を冷却することと、をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記温度センサを使用して、前記成形部及び前記複合材プライのうちの少なくとも一方の温度を検出することと、
    前記温度センサから供給される温度信号、及び前記加熱要素に供給されるアンペア数のうちの少なくとも一方に基づいて、前記成形部及び前記複合材プライのうちの少なくとも一方の温度を選択的に制御することと、をさらに含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
  13. 前記成形部を使用して、前記成形ツールの前記部分上で、前記複合材プライのうち、前記成形ツールの縁を越えて延出する前記部分を成形する前、前記プライ支持部材を使用して、前記複合材プライの前記部分を支持することをさらに含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
  14. 第２エンドエフェクタを使用して、前記複合材プライに接触するように第２成形部を配置することと、
    前記第２成形部に接続された第２加熱要素を使用して、前記第２成形部を加熱することと、
    前記第２成形部を使用して、伝導により前記複合材プライの第２部分を加熱することと、
    前記第２成形部を使用して、前記複合材プライの前記第２部分を加熱している間、前記第２成形部を使用して、前記成形ツールの第２部分上、又は前記先行成形複合材プライの少なくとも第２部分上で、前記複合材プライの前記第２部分を成形することと、をさらに含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
  15. 少なくとも一層の前記複合材プライを含む前記複合材積層体を、前記成形ツール上で形成することと、
    前記複合材積層体を硬化させて前記複合材構造体を形成することと、をさらに含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
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