JP2023512352A - 素材成形装置及び素材成形方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加の可能性を予め排除しない。
Claims (20)
- シート状の素材を成形ツールの表面に沿うように(コンフォーマブル)変形させて製品を成形する素材成形装置において、
前記成形ツールによって覆われた第1部分と、前記成形ツールから外れた第2部分とを有するように前記成形ツールに対して配置された素材を基準として、前記成形ツール側に位置し、前記成形ツールを支持する支持体と、
前記素材が載置される外面と、膨張のための流体圧力が提供される内面とを有する隔膜であって、前記素材の第1部分が前記成形ツールおよび前記隔膜の外面によって圧着された状態で、膨張する前記隔膜の外面が、前記素材の第2部分に密着して加圧する隔膜と、
少なくとも一部が前記素材の第2部分上に位置するように、前記隔膜と前記支持体との間の前記成形ツールの近傍に配置された容積可変部材であって、膨張する前記隔膜によって前記素材の第2部分が前記容積可変部材の表面に圧着され、前記素材の第2部分が前記隔壁及び前記容積可変部材によって圧着された状態で前記隔膜が膨張し続けることにより、前記素材におけるしわの発生が抑制され、前記素材の第2部分が前記成形ツール側に近づくようにする容積可変部材と、を含む
ことを特徴とする素材成形装置。 - 前記容積可変部材は、前記成形ツールの形状に応じて選択可能なバルーンまたは細長いチューブである
請求項1に記載の素材成形装置。 - 前記素材の第2部分が前記隔膜および前記容積可変部材によって圧着された状態で前記隔膜が膨張し続けるにつれて、前記容積可変部材が前記成形ツールの表面および前記支持体によって拘束された状態で容積が徐々に減少し、成形が完了した時点で前記素材の第2部分と前記成形ツールとの間から前記容積可変部材が離脱することによって、前記素材の第2部分が前記成形ツールの表面に沿うように成形される
請求項1に記載の素材成形装置。 - 前記素材は、熱成形可能な材料、または熱成形可能な材料を母材(マトリックス)とする複合材料であり、
前記隔膜は、変形可能なダイヤフラムを含む
請求項1に記載の素材成形装置。 - 前記容積可変部材の位置を調整するための工具または作業者の手を挿入できるように、前記支持体と前記隔壁との間の横方向に選択的に開閉可能な構造を有する
請求項1に記載の素材成形装置。 - 前記成形ツールは、前記素材の第1部分を圧着するための加圧面と、前記加圧面に接続された側面とを有し、前記加圧面および前記側面は、平坦面、凸面または凹面を含んで前記成形ツールが二重曲面を有し、前記容積可変部材は、前記側面に位置する
請求項1に記載の素材成形装置。 - 前記素材に近接して設けられて前記素材に熱を伝達する加熱部をさらに含む
請求項1に記載の素材成形装置。 - 前記隔膜の内面に提供される前記流体圧力のための気密状態を形成できるように、前記隔膜の縁部をクランプするクランプをさらに含む
請求項1に記載の素材成形装置。 - シート状の素材を成形ツールの表面に沿うように(コンフォーマブル)変形させて製品を成形する素材成形装置において、
前記成形ツールによって覆われた第1部分と、前記成形ツールから外れた第2部分とを有するように前記成形ツールに対して配置された素材を基準として、前記成形ツール側に位置し、前記成形ツールを支持する支持体と、
前記素材が載置かれる外面と、膨張のための流体圧力が提供される内面とを有する隔膜であって、前記素材の第1部分が前記成形ツールおよび前記隔膜の外面によって圧着された状態で、膨張する前記隔膜の外面が、前記素材の第2部分に密着して加圧する隔膜と、
前記素材に近接して設けられ、前記素材に熱を伝達する加熱部と、を含む
ことを特徴とする素材成形装置。 - 前記加熱部は、前記隔膜の外面と前記素材の第1部分との間に位置し、前記隔膜が前記素材の第2部分を成形するのを妨げないように、前記素材の第1部分よりも幅が広くない
請求項9に記載の素材成形装置。 - 少なくとも一部が前記素材の第2部分上に位置するように、前記隔膜と前記支持体との間の前記成形ツールの近傍に配置された容積可変部材であって、膨張する前記隔膜によって前記素材の第2部分が前記容積可変部材の表面に圧着され、前記素材の第2部分が前記隔膜及び前記容積可変部材によって圧着された状態で前記隔膜が膨張し続けることにより、前記素材におけるしわの発生が抑制され、前記素材の第2部分が前記成形ツール側に近づくようにする容積可変部材をさらに含む
請求項9に記載の素材成形装置。 - シート状の素材を成形ツールの表面に沿うように(コンフォーマブル)変形させて製品を成形する素材成形方法において、
前記素材が、前記成形ツールによって覆われた第1部分と、前記成形ツールから外れた第2部分とを有するように、隔膜の外面上に前記素材および前記成形ツールを配置するステップと、
前記隔膜の外面と対向し、前記成形ツールを支持する支持体と前記隔膜との間の前記成形ツールの近傍に容積可変部材を位置させるステップと、
前記隔膜の内面に加えられる流体圧力によって前記隔膜が膨張し、前記素材の第1部分が前記成形ツールおよび前記隔膜の外面によって圧着された状態で、膨張する前記隔膜の外面が前記素材の第2つの部分を加圧して、前記素材の第2部分を前記容積可変部材の表面に圧着させるステップと、
前記素材の第2部分が前記隔膜及び前記容積可変部材によって圧着された状態で、前記隔膜が膨張し続けるにつれて、前記容積可変部材の容積が減少し、これにより前記素材におけるしわの発生が抑制され、前記素材の第2部分が変形するステップと、を含む
ことを特徴とする素材成形方法。 - 前記素材および前記成形ツールを配置するステップは、前記素材に熱を伝達する加熱部を前記素材に近づけるように設ける過程を含む
請求項12に記載の素材成形方法。 - 前記成形ツールの近傍に前記容積可変部材を位置させるステップにおいて、前記容積可変部材として、前記成形ツールの形状に応じて選択可能なバルーンまたは細長いチューブを、前記成形ツールの側面に位置させる
請求項12に記載の素材成形方法。 - 前記成形ツールの近傍に前記容積可変部材を位置させるステップは、前記容積可変部材の少なくとも一部が前記素材の第2部分に位置するように、前記成形ツールの近傍に前記容積可変部材を位置させる過程と、
前記支持体により前記成形ツールを加圧し、前記隔壁の外面および前記成形ツールによって前記素材の第1部分を圧着する過程と、を含む
請求項12に記載の素材成形方法。 - 前記成形ツールは、前記素材の第1部分を圧着するための加圧面と、前記加圧面に接続された側面とを有し、
前記成形ツールの近傍に容積可変部材を位置させるステップにおいて、前記容積可変部材が前記素材の第2部分のうちのしわ発生可能領域として予測された位置に対応できるように、前記容積可変部材を前記成形ツールの側面に位置させる
請求項12に記載の素材成形方法。 - 前記変形するステップは、
前記素材の第2部分が前記隔膜および前記容積可変部材によって圧着された状態で前記隔膜が膨張し続けるにつれて、前記容積可変部材が前記成形ツールの表面および前記支持体によって拘束された状態で容積が徐々に減少し、成形が完了した時点で前記素材の第2部分と前記成形ツールとの間から前記容積可変部材が離脱することにより、前記素材の第2部分が前記成形ツールの表面にラミネートされる過程を含む
請求項12に記載の素材成形方法。 - 前記隔膜の膨張を止め、前記素材の第2部分と前記成形ツールとの間の前記容積可変部材の位置を、作業者の手または工具を用いて調整するステップと、
前記容積可変部材を取り外し、前記素材の第2部分と前記成形ツールとの間に再装着するステップと、
前記容積可変部材を交換するステップと、のうちの少なくとも1つをさらに含む
請求項12に記載の素材成形方法。 - 前記素材の第2部分が前記成形ツールの表面にラミネートされる過程の後に、1回以上の追加の素材がラミネートされるステップをさらに含み、
前記追加の素材がラミネートされるステップは、
前記成形ツールにラミネートされた前記素材を前記隔膜の外面から離隔させるステップと、
前記隔膜の外面と前記成形ツールにラミネートされた素材との間に追加の素材を位置させるステップと、
前記追加の素材に対して容積可変部材が位置するステップと、
前記容積可変部材の表面に圧着させるステップと、
前記素材の第2部分が変形するステップと、が順次行って前記素材上に前記追加の素材がラミネートされるステップを含む
請求項17に記載の素材成形方法。 - 前記追加の素材がラミネートされるステップを繰り返し実行して、前記成形ツールに成形された複数の素材を硬化させて、前記複数の素材からなる硬化された複数層素材を形成する硬化ステップと、
前記硬化した複数層素材を前記成形ツールから分離するステップと、をさらに含む
請求項19に記載の素材成形方法。
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Publications (2)
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