JP6073499B2 - 二つのステップで三次元繊維ファブリック及び繊維製の構造部品プリフォームを製造するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、三次元ファブリック及び繊維製の構造部品プリフォームを製造する方法及び装置に関する。

最近では、三次元プリフォーム及びプレスタック（ｐｒｅｓｔａｃｋ）を直接無端の繊維から製造する際に、繊維がボビンから巻き戻されるのではなく、種々の手段を用いてコア又は一般的な加工物キャリアの上に積層される。コアの輪郭は寸法と形状において構造部品の輪郭と相似である。原則として、積層は、特別な方法によって繊維が加工物キャリアの凹状領域内で保持されないように提供され、当該加工物キャリアの凹状領域に繊維が架け渡されるように低張力又は高張力で行われる。

このような方法は、例えば、ドイツ公開特許第１０２０１００１５１９９Ａ１号公報において既知である。

最近では、原則として、凹状領域内に繊維を保持する方法は、例えば、加工物キャリア上又は既に積層された繊維上において、積層されるべき繊維を材料結合することであって、張力を加えた状態で繊維が凹状領域から外れないように材料結合することである。このことは、繊維を凹状ゾーンに押し付け、例えば接着による材料結合によって十分に接着するまで繊維を押し付けたままにするための押し付けツールが必要であるということを意味する。特に、凹状ゾーンの曲率半径が小さいと、例えば押し付けローラなどの一般的な形状の押し付けツールでは、弾性が大きすぎるために、このような押し付けツールを用いてはこの保持ができない。さらに、材料結合を形成するための必要条件により処理速度が制限される。

凹状領域内に繊維を保持する方法のさらなる可能性は、複数の交差する繊維を提供することであり、この複数の交差する繊維は、同時に用いると繊維の張力によって凹状領域内に繊維が確実に当接する。このためには、この複数の繊維の少なくとも１つが、ぴんと張ることで生じるその半径方向の張力を利用して、加工物キャリアの表面へ凹状の経路を有する他の繊維を押し付けるように、加工物キャリアに沿った単に凸状の経路の役目を果たすことが必要である。この目的のために、繊維の交差が必要であり、凸状の経路を有する繊維（群）が、少なくとも数回の交差で凹状の経路を有する繊維上に積層される必要がある。これは、凸状に延びる繊維は、より長い距離で加工物キャリアの表面まで延在しうることを意味する。

若しくは、繊維の層が、負圧をかけることで加工物キャリア上に吸引保持されるようにしてもよい。この方法では、加工物キャリアの表面を通る空気流によって繊維がその表面上に吸引され保持されるように、繊維を加工物キャリアの表面近傍へ導く必要がある。

上述の方法はいずれも、生産性もしくは構造部品の設計自由度を損なうことに繋がる、若しくはその用途において制約をうける可能性がある。このため、原則として、単に凸形を有する形状であれば、より早くより高い処理信頼性で製造できる。

本発明の目的は、したがって、上述の短所がない、凸状及び凹状の領域を有する任意の三次元繊維ファブリック、プリフォーム、又はプレスタックの製造を可能にすることである。

この目的は、独立請求項１及び６に記載の方法、及び独立請求項１３に記載の装置によって達成される。さらに発展させたものは、従属請求項に記載されている。

この方法は二つのステップで機能する。第１のステップにおいて、複数のばらになった繊維を、少なくとも１つの凸状領域を有するボディにする一次成形が行われる。このボディは、未完成ジオメトリ又は一次形状を有する。好ましくは、ボディは開放された全体的に凸状のプロファイル（開放プロファイルボディ）である。例えばＵ字形状のプロファイル等の開放プロファイルでは、通常は、１つの側から見ると凸状である表面は、他の側から見ると凹状である。そのため、以下では、凸状のボディについて説明する場合、ボディの上側又は外側が、上又は外（例えば、加工物キャリア上に設置されたときに見える側）から見たときに凸状であるものとする。糸ファブリックによって形成されるボディにおいて、外側は、ボディを形成するための加工物キャリア上に載置されていない側ということになる。

断面図において、このような「凸状領域」又は「凸面」は、（見る角度に依存して）正（左）又は負（右）方向にもっぱら湾曲している、又は正方向又は負方向に湾曲した断面と平坦な断面とからもっぱら形成される。ここ及び以下では、「凹状領域」は、断面図において、凸状領域と反対方向にもっぱら湾曲した領域、又は反対方向に湾曲した断面と平坦な断面とからもっぱら形成される領域を意味するものと理解されたい。

第２のステップにおいて、一次形状を、二次形状又は完成ジオメトリにする二次成形が行われ、繊維の積層方向に沿って見たとき、又は上述の同じ第１の方向に沿って若しくは第１の方向から見たときに、少なくとも１つの凹状領域が含まれる。ここで、第１の方向は、ボディの非変形領域及び／又は使用する変形装置に対して固定している。

さらに詳細には以下を意味する。即ち、一次成形において、主として凸状のプリフォーム（又はプレスタック）は、無端繊維に対する３Ｄ対応の積層処理において無端繊維と、任意で用いられる添加剤とから製造される。「主として凸状の」とは、ボディが少なくとも１つの凸状領域（凸状表面）を含むことを意味する。プリフォームは、例えば炭素材、ガラス、バサルト、アラミドなどのロービング、繊維、又は単繊維等からなる繊維ファブリックであり、他の上流又は下流の処理工程において、例えば合成材料などのマトリクス材との結合によって複合材料内に供給される場合は、強化用繊維と呼ばれる。ロービングは、繊維材料から作られる複数の単繊維からなる糸であり、実際の繊維と呼んでもよい。このようなロービングは、例えば８又は１０本などの数本の単繊維からなってよく、最大で、例えば、５０，０００本の単繊維からなってもよい。この出願において、「繊維」という用語は、好ましくは、ロービングのことを指す。

このように最初に形成されるボディのジオメトリは、目標構造部品と同様の寸法、同様の形状、又は同様の深絞り比をも有するという点において既に目標構造部品との類似性を有するため、未完成ジオメトリ又は一次形状と呼ばれる。好ましくは、一次形状の断面が架け渡される表面は、目標形状の断面が架け渡される対応する表面より大きい。

未完成ジオメトリを形成する繊維は、完成ジオメトリのために後に必要になる繊維と同様又は好ましくは同一の繊維長さを有する。未完成ジオメトリは、好ましくは、積層対象の繊維に対して単純に凸状である。そのため、プリフォーム（プレスタック）の繊維はいずれも、一次成形処理において、迅速に、定められた態様で積層できる。

未完成ジオメトリ（一次形状）から所望の完成ジオメトリ（二次形状）の形成を可能とするために、完成ジオメトリから未完成ジオメトリを導き出すこと、即ち、未完成ジオメトリはどのように見えるべきかを計算することは、重要な役割を果たす。それは、未完成ジオメトリの完成ジオメトリへの変形において、必要とされる繊維の自由度に影響を与えるからである。好ましくは、コンピュータプログラムをこの目的のために用いる（例えば、ＣＡＤ、ＦＥＭプログラム、及び数学的な最適化アルゴリズム）。

未完成ジオメトリの形状選択のための好ましい目標は、未完成ジオメトリが、少なくとも部分的に、好ましくは全体的に、完成ジオメトリに必要とされるのと同一の繊維長さを含むことである。ここで、「同一の繊維長さ」とは、未完成ジオメトリの特定の変形対象（凸状）領域を形成する繊維の区間又は領域が、完成ジオメトリの対応する変形後領域を形成する同じ繊維の区間又は領域と同一であることを意味する。これをすべての繊維に当てはめると、凹状領域に変形される凸状領域の表面積は、好ましくは、変形後の凹状領域の表面積とも等しい。したがって、未完成ジオメトリプリフォームを単純に曲げるだけで、繊維の向きを歪めることなく、完成ジオメトリプリフォームを得ることができる。

この目標が完全に達成できない場合、未完成ジオメトリは、例えば、最低限に短い繊維長さを含む必要がある。換言すれば、未完成ジオメトリを形成する繊維の領域又は区間は、変形後の完成ジオメトリを形成する同じ繊維の区間又は領域の長さより最低限に短い長さを有する。この場合、完成ジオメトリへの変形中において、実際は引き伸ばされなければならない繊維が、（上述の繊維の引き伸ばしは、非常に限られた程度でのみ可能であるが）端部から再引き寄せされる。対応する予備分が好ましくは端部で保持されるので、変形中のボディの「収縮」を回避できる。換言すれば、一次ボディはその端部で繊維の予備領域を有し、その予備領域は滑りによって変形後に好ましくは使い切られる。

しかし、繊維の滑り又は再引き寄せは、滑っている繊維又は繊維層に接触する繊維又は繊維長さ部分も引かれていき、それによって繊維の向きがわずかに歪む可能性があるというリスクを有する。そのため、未完成ジオメトリと完成ジオメトリとにおける繊維の長さの差異はできるだけ小さいと有利である。繊維が引かれていくことを回避又は軽減するために、未完成ジオメトリの端部領域の繊維は、変形前に固定、保持、又は挟持される。ここで固定は、一部の繊維が滑ることは可能であるが、残りの繊維が固定されるように行われる。

含まれる繊維に対して凸状であるプリフォームを、目標とする構造部品の所望の凸状／凹状形状に変形することは、一次成形処理後、又は一次成形処理のサブステップ後毎回行われる。ここで、プリフォーム（一次形状）、即ち、変形されない又は後の段階でのみ変形されるプリフォームの一部分が固定される。好ましくは、互いに対向する少なくとも２つの領域が固定され、変形対象領域は、断面で視ると少なくともこの２つの対向する固定領域の間に位置する。

この固定は、非可撓性又は弾性成型パーツ間でプリフォームを挟持することによって、真空を利用した吸引によって、又は材料結合によって行ってもよい。加圧された袋体又はチューブを用いることによる、又は真空にされた焼結金属表面を用いることによる繊維の新規な挟持は特に注目すべきである。

変形自体は、例えば金型をプリフォームに打ち込むことによって行われる。金型は、固定形状であってもよく、又は弾性材料から設計されてもよく、又は流体媒体で充填可能で膨張可能な袋体として設計されてもよい。ここで、プリフォームの変形対象領域が金型によって押さえ付けられる対型が必要であってもよい。

そのため、三次元ボディは本方法を用いて繊維ファブリックから製造され得る。本方法において、三次元ボディは少なくとも１つの凹状領域を含み、繊維ファブリックの複数の繊維は定義された再現可能な態様でボディにそれぞれ配置される。

この方法の利点は、三次元シェルを平坦な繊維の半完成品から生成する従来の成形方法と比較すると特にわかりやすい。ここで、製造する形状の深さに依存して、構造部品形状の半完成品平面への投影と三次元形状との間で繊維長さに著しい差が見られる。平坦な繊維の半完成品を構造部品形状にいわゆるドレープ（深絞り）する間に大きな向きの歪が生じる。この処理はひだが生じないように行うことができず、そのため妥当な費用での構造部品の設計の自由度を極度に制限することがある。

未完成ジオメトリのための加工物キャリア及び変形のためのツール（複数可）（二次成形ツール又は二次成形装置）は、別個の構成部品でもよい。しかし、変形が一次成形のための加工物キャリアで行われてもよい。この加工物キャリアは、そのためツール上方部で補足され、又は、可撓性領域を含む。以下において、「可撓性」領域とは、可変的に変形可能である領域又は表面を意味する。

二次成形装置の加工物キャリア、下方部、及び／又は、上方部は、一部の領域において可変ジオメトリ（可撓性領域）を有してもよい。ここでこの可変は、非可撓性又は弾性材料から作製される摺動部材によって、又は流体媒体を、例えば袋体などの変形可能な機構の中に導入又はそれから排出することによって行われ得る。

ファブリックが、繊維に加えて、繊維の結合を行う添加剤を含む場合、この結合の効果を、したがって、打ち消す又は低減させる必要がある。熱によって活性／再活性する樹脂又は結合剤であれば、プリフォームを加熱することでこの結合が起こる。

さらなる変形例として、繊維を保護するため、残留歪を制御するため、及び／又は結合剤で被覆された繊維がツールに付着することを防ぐために用いられる箔、メンブレン、又はメッシュ材料を、二次成形においてプリフォームと成形ツールとの間に挿入してもよい。

一次成形処理の１つの変形例において、繊維を加工物キャリアに積層する間に、１つ以上の凹状ゾーンを直接導入する。この目的のために、繊維をまず加工物キャリアに固定し、凹状ゾーン上を越えて外側にわたす。金型で、更なる固定を行っていない繊維を凹状ゾーンに押し付け、時間の経過とともに繊維が加工物キャリア上に十分に固定されるまでこの状態のままにする。必要に応じて、繊維を負圧又は材料結合によって凹状ゾーンに保持し、金型を再び取り除いてもよい。

プリフォームを挟持するために、圧縮された空気又は加圧された液体で充填可能な上述の膨張可能なボディ又は袋体は、例えば、チューブである。このような膨張可能なボディを用いることで、充填の圧力と、膨張可能なボディが挟持対象の材料に接触する接触面とに主に依存する一定の挟持力が、幅広い厚み公差範囲の挟持対象の材料に常に印加され得る。非可撓性又は弾性挟持ユニットを用いる場合、繊維層における通常の厚み公差は、挟持力の部分的なばらつきを生じさせ、そのため、ファブリックにおける保持力及び張力が不安定になるリスクをもたらす可能性がある。充填圧力をわずかに上げるだけで挟持対象の材料にほぼ完全に接触できるチューブの形状又はボディの形状は、特に有利である。一方で、接触表面は実質的に同じままであるので、挟持力は充填圧力に比例して変えられる。さらに、挟持対象の材料へ接触させるために利用可能な最大充填圧力が高い割合では必要ないという利点がある。このため、挟持力を高めるために最大圧力までの広い圧力範囲を用いることができる。

このような膨張可能なボディは、好ましくは、矩形の圧力チューブ又は袋体として実現される。これは、引き伸ばし用のインサートを用いてはじめは丸いチューブを矩形状に成形することによっても達成され得る。挟持用のチューブの最小限の要件は、少なくともチューブの表面が挟持表面（例えば平坦な表面）の形を有することである。上述のチューブはまた、任意の形状を有する加圧された空間にわたってメンブレンを引き伸ばすことによっても形成され得る。

繊維を固定するためのさらなる代替方法として、焼結金属表面の孔内を真空にする、又は孔内に負圧を与えることを利用して固定を行ってもよい。孔における負圧は、焼結金属表面下のチャンバを真空にする又はチャンバに負圧を加えることで通常生成され、表面の全領域を通る一定の大きな空気流が得られる。圧力勾配が、そのため焼結金属内に表れる。この圧力勾配は内部に最大負圧を有する。周囲圧力は、焼結金属の外部及び繊維層の外部に広がる。

例えば、紙、箔、又は物質などの薄い物体を真空を利用して固定することは、現在、この技術分野において既知である。しかし、固定に必要な負圧を維持するために、わずかの量の空気のみが吸引対象の材料のすぐ近くのシステムに流入できればよいことが重要である。しかし、固定対象の材料が透過性の固定表面の一部だけを覆っている場合、空気は被覆されていない領域に流れ込む可能性があり、これは固定表面における負圧の減少につながる。

上述の一次成形及び特に二次成形において上述で必要とされるように、繊維層を固定するために、これは特に重要である。というのは、従来の真空吸引テーブルを用いると、固定表面はストリップ状又は糸状に積層され、したがって固定表面が完全に被覆されるまで十分な固定を達成できないからである。異なる数の繊維長さを用いても、透過性が大きく異なり、それにより、部分的に異なる強度の固定がなされる場合がある。ここで、被覆の程度への依存を最小限にして全領域の一定の透過性を得るために、部分的な耐透過性が固定表面の被覆に依存することを低減するように透過性を調整する必要がある。これは、例えば織ファブリック又は不織材料などの例えば多孔材料を用いることによって行うことができる。

アンダーカットを持つ微小粗さが無く、滑らかな表面の材料のみがカーボンファイバーの支持体として有用である。それ以外では、細い単繊維が引っ掛かり、再び持ち上げる時に障害になる可能性があるからである。

驚くことに、超細孔の焼結金属はこれらの条件を満たすことを発見した。金属からなる押さえられたボール状の粒子から構成される表面の構造のために、単繊維が引っ掛かる可能性のあるアンダーカットがない。固定表面の透過性の均等化を図るために、非常に小さい粒度を用いて表面を実質的に滑らかにすることができ、材料の厚さが薄くても耐透過性は十分に高い。

本教示のさらなる利点及び有効な特徴は、図面を参照した以下の例示的実施形態の説明から得られる。

図１は、加工物キャリアの一例及び一次形状を有するファブリック体を形成するための積層装置の一例を示す斜視図である。 図２は、（ａ）において加工物キャリアの一例を、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）において、一次形状を形成するための異なるステップを示す斜視図である。 図３（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施形態による方法によって及び第１の実施形態による装置を用いて一次形状から二次形状を形成するための異なるステップを示す。 図４は、第１の実施形態による一次形状及びこの一次形状から形成された二次形状を示す概略断面図である。 図５は、第１の実施形態による二次形状及びその基となる一次形状の断面を三次元で表現した図である。 図６（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施形態による方法によって及び第２の実施形態による装置を用いて一次形状から二次形状を形成するための異なるステップを示す。 図７（ａ）〜（ｃ）は、第３の実施形態による方法によって及び第３の実施形態による装置を用いて一次形状から二次形状を形成するための異なるステップを示す。 図８（ａ）〜（ｄ）は、第４の実施形態による方法によって及び第４の実施形態による装置を用いて一次形状から二次形状を形成するための異なるステップを示す。 図９（ａ）〜（ｄ）は一次形状及び一次形状から形成可能な二次形状の異なる実施形態を示す。 図１０（ａ）〜（ｄ）は、さらなる実施形態による一次形状を形成するための異なるステップを示す。 図１１（ａ）〜（ｄ）は挟持装置の種々の変形例を示す。

一次形状を有する三次元繊維ファブリックの形成を図１及び図２（ａ）〜（ｄ）に例示的に示す。図１は、ロボット１を示す。ロボット１には、レイングヘッド２が取り付けられる。加工物キャリア１０は、加工物キャリア１０のための支持体３上で保持される。図１において、レイングヘッド２は、加工物キャリア１０上に繊維束４を積層するよう構成されることが概略的に示されている。図１には、繊維束４内の４本の繊維のみが示されている。繊維束４は、複数本であるｎ本の繊維を含むことができる。ここで、ｎ＝２、３．．．．であり、好ましくは、ｎ＝８、ｎ＝１６、又はｎ＝３２である。

この装置は、繊維複合材料から作られる構造部品のための三次元プリフォーム（一次形状のボディ）を製造するよう機能する。繊維複合材料は、例えば、三次元の多軸ファブリック（３Ｄ−ＭＡＦ）である。

図２（ａ）に示すように、このために、加工物キャリア１０は、加工物成形領域１１と端部固定領域１２とを含む。加工物成形領域１１は、プリフォームの所望の三次元形状に対応する。端部固定領域１２は、以下でさらに詳細に説明するように、加工物キャリア１０の端部領域におけるドライな積層繊維１３を固定するよう機能する。

図２（ｂ）において、加工物キャリア１０が第１の繊維層１３ａと共に示されており、第１の繊維層１３ａは第１の向き（＝軸方向）において加工物キャリア１０上に積層されている。図２（ｂ）に示すように、繊維層１３ａはこの軸方向に積層された繊維（ロービング）１３からなる。図２（ｃ）において、同じ加工物キャリア１０が示されており、この加工物キャリア１０上で、第２の繊維層１３ｂが第１の繊維層１３ａの上に積層されている。第２の繊維層１３ｂの繊維の向きは、第１の繊維層１３ａの向きに対して−４５度である。図２（ｄ）には、第３の繊維層１３ｃがどのように第２の繊維層１３ｂの上に積層されているかが示されており、ここでは加工物キャリア１０の一部にのみ積層されている。第３の層１３ｃの向きは第１の層１３ａに対して＋４５度であり、したがって第２の層１３ｂに対して９０度である。この３つの層１３ａ〜１３ｃは、三次元の多軸ファブリック３Ｄ−ＭＡＦ１３ｄを形成する。

従って、糸ファブリックから作られる一次形状１５のボディ即ち開放プロファイルボディ１４は、第１の加工物キャリア１０に積層された繊維又はロービングから得られる。加工物キャリア１０の表面は単純に凸状及び平坦であるので、糸は表面又は他の積層済の糸の上で、張力をかけられながら積層される。そのため、糸と第１の加工物キャリア１０との間に中空の空間は形成されない。これにより、一次形状１５を有するボディ１４を明確かつ再現可能に形成できる。繊維は好ましくは添加剤とともに保持される。その後、ボディ１４を第１の加工物キャリア１０から取り外す。したがって、ボディ１４はもっぱら凸状の表面を有する一次形状１５に形成される。

なお、ボディを多数の別の方法で製造してもよい。例えば、繊維又はロービングをフレームを用いて深絞り方法で製造してもよい。さらに、凹状領域は加工物キャリア１０内にあってもよく、そこにファブリックが架け渡されてもよい。

図３（ａ）〜（ｄ）は、断面図で示すように、一次形状１５を有するボディ１４を二次形状（完成ジオメトリ）２０に又は二次形状（完成ジオメトリ）２０にあわせて変形する方法を示す。二次形状（完成ジオメトリ）２０は、図３において上から見ると少なくとも１つの凹状の断面を有する変形後領域２２を有する。

さらなる説明を簡略にするために、図３（ａ）において、図２（ｄ）に示すボディ１４の断面に完全には対応しない一次形状１５を有するボディ１４の断面を示す。更なる説明は、図１〜図２（ｄ）において説明したような完成済みのボディ即ち構造部品１４にも当てはまることを特に理解されたい。図３（ａ）に示すように、一次形状のボディ１４のための加工物キャリア１０は、特に、図３（ａ）におけるボディ１４の内側の輪郭に対応する外側の輪郭を有する。

図３（ｂ）〜図３（ｄ）に示すように、図３（ａ）に示す一次形状を有するボディ１４は、二次成形装置２５において二次形状２０に変形される。本実施形態において、二次成形装置２５は、二次成形用下側ツール（二次成形用雄型、加工物キャリア、加工物保持体、又は二次成形用ツールとも呼ばれる）２６を含み、この二次成形用下側ツール２６上に、一次形状１５のボディ１４が、設置又は載置される。二次成形用下側ツール２６は、第１の加工物キャリア１０に類似の形状を有する。好ましくは、二次成形用下側ツール２６は、その断面において、第１の加工物キャリア１０と同じ最大幅及び高さを有する。そのため、ボディ１４は、二次成形用下側ツール２６上で定義された態様で静置できる。

二次成形用下側ツール２６は、凹状領域２８を有する表面を含むという点で加工物キャリア１０と異なる。

図３（ｂ）〜図３（ｃ）に示す断面図は、常に、同じ断面を示す。この断面は、好ましくは、非変形領域及び／又は二次成形用下側ツール２６に対して固定している。即ち、断面が交わる二次成形用下側ツール２６の領域とボディの非変形領域とは、好ましくは同一である。

図３（ｃ）に示すように、積層後、又はボディ１４を二次成形用下側ツール２６に押さえ付けた、もしくは設置した後、中空空間３２が、二次成形用下側ツール２６の凹状表面２８と、二次成形用下側ツール２６を向いたボディ１４の内側表面３０、即ち、凹状表面（即ち、全くの平坦な断面と、図３（ｂ）に示す１つの断面図において凸状に湾曲した断面とを含む表面）との間に自動的に形成される。

二次成形用下側ツール２６の表面に接触しないボディ１４即ちボディの変形対象の凸状領域１６（即ち、全くの平坦な断面と、図３（ａ）に示す１つの断面図において凹状に湾曲した断面とを含むボディの変形対象領域）、つまり、中空空間３２を形成するボディ１４の凸状領域１６は、次に、二次成形装置２５の一部でもある金型又は二次成形用上側ツール（二次成形用雌型、加工物キャリア、加工物保持体、又は二次成形用ツールとも呼ばれる）３４によって変形される。そのため、ボディ１４の内側表面３０は二次成形用下側ツール２６の凹状の上側表面２８に当接する。変形は、実質的にもっぱらボディ１４を曲げることによって行われる。即ち、本実施形態において、ボディ１４は、実質的に圧縮されない又は引き伸ばされない。本実施形態において、一次形状１５の凸状領域１６を形成する繊維（又は繊維領域）の長さは、ボディの凹状領域２２を形成する繊維（又は繊維領域）の長さと同じである。変形対象の凸状領域１６はもっぱら凸状及び平坦な領域を含み、変形された凹状領域はもっぱら凹状及び平坦な領域を含む。あるいは、変形後領域は単純に凸状な変形対象領域からも得ることができ、この変形後領域は凹状及び凸状の領域、又は凹状、凸状、及び平坦な領域を含む。この場合においても、変形は、もっぱら曲げることによって行われる。ボディ１４の非変形対象領域５２間の変形対象領域１６の断面表面の輪郭の長さは、非変形対象領域５２間の変形後領域２２の断面表面の輪郭の長さと同じであることが図３に示す断面からさらにわかるであろう。「より厚い」ボディでも、断面でみると、外側表面又は内側表面の範囲を定める線、又は非変形対象領域間で変形対象領域１６を通って延びる中央線についても同様である。

金型３４は、好ましくは、二次成形用下側ツール２６の凹状表面即ち凹状表面領域２８を補完する（好ましくは、ボディ１４の層厚の分小さくなった）形状を有する。即ち、少なくとも二次成形用下側ツール２６を向いた側面（複数可）で、金型３４は、実質的に二次成形用下側ツール２６によって範囲が定まる中空空間３２の輪郭を有する。

本実施形態において、二次成形用下側ツール２６の凹状領域２８は、第１の加工物キャリア１０の表面の対応する凸状領域即ちボディ１４の対応する凸状領域１６と同じ表面積を有する。第１の加工物キャリア１０の表面の大きさは、好ましくは少なくとも部分的に、二次成形用下側ツール２６の対応する表面の大きさに対応する。特に、一次及び二次形状を形成するために用いられる表面領域は、２つの加工物キャリアを互いに異なるものとするが、その大きさは同じである。

本実施形態において、二次成形用下側ツール及び二次成形用上側ツールの各々は、非可撓性の成形部品として形成されることが好ましい。

二次形状即ち完成ジオメトリ２０は、変形処理によって形成される。即ち、ボディ１４の凸状領域１６は、凹状領域２２に変形される（図３（ｄ）参照）。

図３（ｃ）からわかるように、変形の前に、ボディ１４は、ここでは二次成形装置２５の一部でもある保持装置又は固定装置５０を用いて固定的に挟持される。ここでは、ボディ１４の保持領域、挟持領域、又は固定領域５２は、固定装置５０と二次成形用下側ツール２６との間で固定的に挟持される。本実施形態において、固定装置５０は、例えば、非可撓性の成型部品から製造される。ボディ１４の変形中、固定領域５２は、好ましくは、変形されないので、非変形対象領域５２とも呼ばれる。ボディ１４は、好ましくは、中空空間３２の又は変形対象領域１６の両側面又は全ての側面上で、固定的に保持される。そのため、変形処理中に、ボディ１４が確実に二次成形用下側ツール２６上で滑らないようにできる。

さらに、図３（ｄ）においてわかるように、開放プロファイルボディ１４の端縁５５を、例えば凹状領域のさらなる形成のために追加的な変形用ツール６０によって変形できる。

このようにして形成された二次形状２０を有するボディ１４は、最終形成された完成ジオメトリのプリフォームに対応し、その後このプリフォームをさらに処理できる。

図４は、第１の実施形態による二次形状２０（実線）及び対応する一次形状１５（点線）の側面平面図（即ち断面図）である。図５は、対応する三次元の図である。これらの図面から明確にわかるように、一次形状１５のボディ１４の表面の大きさは、二次形状２０のボディ１４の表面の大きさと同じである。

図６は、本発明の第２の実施形態の断面図である。簡略化のために、本実施形態及びさらなる実施形態において同じ構成部材は同じ参照番号を用いて参照され、説明を繰り返さない。図６（ａ）からわかるように、本実施形態において、加工物キャリア３８は、二次成形装置２５、二次成形用ツール、又は二次成形用下側ツール２６と一体に形成される。即ち、一体型の加工物キャリア３８が提供されるのみで、この加工物キャリア３８から又はこの加工物キャリア３８上で、一次形状１５及び二次形状２０の両方が形成される。本実施形態において、一体型の加工物キャリア３８は、可撓性（又は可変）領域４０を含む。この可撓性領域４０を用いることで、加工物キャリア３８の外側の輪郭は、一方では、第１の実施形態による加工物キャリア１０の外側の輪郭を有し、他方では、第１の実施形態による二次成形用下側ツール２６の外側の輪郭を有することができる。図６（ａ）にさらに示すように、加工物キャリア３８はまず凸形状又は凸状表面を有し、この上に凸状の一次形状１５を形成するために繊維が積層される。したがって、繊維は一体型の加工物キャリア３８の上に積層され、可撓性領域４０は凸形状を有し、そのため、ボディ１４は第１の実施形態に対応する凸状表面１６を有する一次形状１５に形成される。

あるいは、一次形状１５は、別個の加工物キャリア１０を用いて第１の実施形態のように形成されてもよい。この場合、一次形状１５は、その後、第２の実施形態による一体型の加工物キャリア３８の上に載置又は設置される。

次のステップにおいて、第１の実施形態においてのように、ボディ１４は、凹状領域に変形されない固定領域５２において、少なくとも１つの保持装置、挟持装置、又は固定装置５０によって保持又は挟持される（図６（ｂ）参照）。

その後、加工物キャリア３８の可撓性領域４０は凹状表面４６を有するように変形される。その結果、第１の実施形態のように、中空空間３２がボディ１４と加工物キャリア３８即ち加工物キャリア３８の凹状表面４６との間に生じる。最後に、第１の実施形態で既知であるような二次成形用上側ツール３４が、加工物キャリア３８上に載置されて、ボディ１４を二次形状２０に変形する。さらに、ボディ１４の下端部が第１の実施形態と同様に折り返される。元の表面積と目標の表面積とは実質的に等しいので、変形の過程で可撓性の領域は伸長又は圧縮されることはないはずである。

第２の実施形態において、固定装置５０は挟持用の袋体の形態をとるように構成される。ここで、挟持用の袋体は長手方向ｚに延在するチューブ５４の形態をとる膨張可能体である。チューブ５４は長手方向ｚに延在し、長手方向ｚに垂直なＵ字形状の断面を有するプロファイル５６に挿入される。プロファイル５６は、一体型の加工物キャリア３８に向かって開放している。プロファイル５６は、加工物キャリア３８に対して固定している。

チューブ５４を流体（例えば、気体、水、又は空気）で充填することによって、チューブ（チューブ体）は膨張する。チューブは、半開のプロファイル５６によって３側面を囲まれているので、チューブは加工物キャリア３８を向く外方向にのみ膨張できる（図６（ｂ）参照）。この膨張により、加工物キャリア３８の表面に延在するボディ１４は、膨張中の又は膨張したチューブ５４と加工物キャリア３８との間で挟持される。上述のように、このようなチューブを用いることによって、確実に、各個々の繊維が実質的に同じ力で固定的に保持され得る。

定義上、Ｕ字形状のプロファイルは平行に延びる２つの壁を有する。好ましくは、各壁の形状は、どのようにチューブが広がるべきかに合わせて設計される。本実施形態においては、ボディ１４の変形対象の凸状領域から離れる方を向いたプロファイル５６の壁５８が、斜面を有する。そのため、チューブ５４は、端部の領域において、端縁５５が変形されるときに形成される角部にまでよく膨張できる（図６（ｄ）参照）。

チューブ５４は、拡張及び／又は収縮のための装置（不図示）に接続される。

一体型の加工物キャリア３８の可撓性領域４０は、好ましくは、袋体の形態の膨張可能体によって形成される。袋体は、この袋体を拡張及び収縮させるための装置６１（図６（ｂ）参照）に接続される。この装置６１は、好ましくは、ポンプ、タンク、及び対応するバルブによって形成される。この袋体は、少なくとも拡張するときは、規定の形状を有するように構成される。収縮するときは、袋体の形状は、実質的に袋体が当たる表面によって決まる。

一体型の加工物キャリア３８は、例えば、第１の実施形態による第２の加工物キャリア２６に対応した形状を有する基部加工物キャリアに、このような可撓性領域４０を設けることで形成される。可撓性領域４０は、基部加工物キャリアの凹状の上側表面領域に当てられる。可撓性領域４０はさらに、流体で拡張した後、基部加工物キャリア又はその形状を埋め合わせるように構成される。そのため、基部加工物キャリア及び拡張した可撓性領域４０は合わさって第１の加工物キャリア１０の形状即ち外側の輪郭を形成する。

図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態の断面を示す。これらの断面図は、常にボディの非変形対象領域の同じ断面及び／又は二次成形用ツールの同じ断面を示す。

本実施形態において、ボディ１４は、既に一次形状１５を有するよう形成され、二次成形用下側ツール２６上に設置され、第１の実施形態による２つの挟持用の顎部からなる保持装置５０を用いて固定的に保持されている又は取り付けられている。特に、本実施形態における二次成形装置２５の二次成形用上側ツール３４は、第１の実施形態に示すような金型から形成されず、可撓性（可変的に変形可能な）領域６３を含む上側ツール６２から形成されるという点において、第３の実施形態は第１の実施形態と異なる。上側ツール６２は、基体６４と、袋体の形態の可撓性領域６３とから形成される。基体６４は、内側の輪郭の少なくとも１つの領域が、実質的に一次形状１５の変形対象の凸状領域１６の外側の輪郭に対応するように構成される。可撓性領域６３は、基体６４の内側の輪郭の上述の領域に取り付けられる。第２の実施形態における一体型の加工物キャリア３８の可撓性領域４０と同様に、袋体は充填装置６６によって拡張及び収縮できる。充填装置６６は、好ましくは、ポンプ及びタンクによって形成される。

可撓性領域６３が収縮しているとき、本実施形態における二次成形用上側ツール６２は、二次成形用下側ツール２６及び／又は挟持用顎部５０に設置可能であり、一次形状１５のボディ１４を変形することなく囲むことができる。

その後、図７（ｂ）に示すように、可撓性領域６３が流体で拡張し、可撓性領域６３が膨張して、ボディ１４即ちその変形対象の凸状領域１６を変形させる。ここで、この変形は、流体で充填された袋体が一様に二次成形用下側ツール２６の表面の凹状領域２８に向けて拡張する間に、ボディ１４の凸状領域１６が二次成形用下側ツール２６の凹状の輪郭２８に対応する凹状の二次形状２０に完全に変形されるまで行われる（図７（ｃ）を参照）。

図８（ａ）〜（ｄ）は、第４の実施形態による、一次形状１５０のさらなるボディ１４０を二次形状２００に変形するステップを示す断面図である。これらの断面図は、常に、ボディの非変形対象領域の同じ断面及び／又は二次成形用ツールの同じ断面を示す。本実施形態においても、一次形状１５０及び二次形状２００は、１つの一体型の加工物キャリア１３８によって形成され、この加工物キャリア１３８は同時に二次成形装置２５０の二次成形用下側ツールを形成する。加工物キャリア１３８は、２つの凹状表面領域（もっぱら凹状領域又はもっぱら凹状と平坦な領域とを有する領域）１２８を含む。一次形状１５０のボディ１４０の形成を行う時、張力をかけられた状態で加工物キャリア１３８に積層された繊維は、これらの凹状領域１２８に架け渡される。本実施形態において、凹状領域１２８に架け渡される領域は、架け渡し領域又は変形対象領域１４１と呼ばれ、実質的に平坦（平坦領域）である。このように形成された一次形状１５０を有するボディ１４０は、そのため、第１〜第３の実施形態のように、少なくとも断面において凹状領域を含まない。

次のステップにおいて、一次形状１５０のボディ１４０は、固定装置によって加工物キャリア１３８上に固定される。特に、ボディ１４０の非変形対象領域が、特に、変形対象領域の近傍又は周辺で固定される。さらに、例えば、ボディ１４０の中央における領域即ち構造部品領域がまず固定され、その後に端部領域が固定されると好ましい。本実施形態において、一次形状１５０のボディ１４０は、そのため、まず中央固定装置５００によって固定される。その後、ボディ１４０の端部領域５５５が、２つのさらなる側方端部固定装置（固定装置とも呼ばれる）５０１によって固定される。換言すると、架け渡し領域１４１に隣接するボディ１４の領域は、好ましくは、変形前に固定される。

図８（ｃ）及び（ｄ）に示すさらなるステップにおいて、ボディ１４０の架け渡し領域１４１（変形対象領域）は、凹状領域１２８の形状を有するように二次成形用上側ツール３４０を用いて変形される。その後、ボディ１４０は二次形状２００を有する。二次成形用上側ツール３４０は、ここでは、加工物キャリア１３８の凹状領域１２８を補完する形状を有する２つの金型によって形成される。即ち、金型３４０の打ち込みによって、ボディの平坦な架け渡し領域１４１が、加工物キャリア１３８の凹状領域１２８の形状を有するように押し込まれる。変形によって、少なくとも１つの凹状断面を有する変形後領域２２０が凹状領域１２８で形成される。本実施形態において、凹状領域２２０全体が、加工物キャリア１３８の２つの端部の間の平坦な架け渡し領域１４１から形成されて、凹状領域２２０は同じ端部の間で延在するので、凹状領域２２０（変形後領域）は、必然的に対応する平坦領域１４１より大きい表面積を有する。ここで、ファブリック又はボディ１４０を形成する繊維は好ましくは伸縮可能でないため、表面積を大きくするために、繊維はボディ１４０の最外端部領域１４２から再引き寄せされる。そのため、端部固定装置５０１による固定は、好ましくは、繊維の滑りを可能にする程度に強固であればよい。ボディ１４０を形成するとき、端部領域１４２又は端部領域における繊維の長さは、二次形状２２０が収縮することなく二次形状に対して所望の端部が得られるような寸法にされる。

換言すれば、平坦な（変形対象の）領域を凹状の（変形後）領域に変形可能とするために、平坦領域の表面を「引き伸ばす」又は「長くする」必要がある。上述の繊維の塑性伸びは可能でないので、拡大又は延長の方向に延びる繊維を再引き寄せする必要がある。垂直に延びる繊維であれば、隣接するそれぞれの繊維までの距離のみを長くすればよく、即ち繊維の密度を小さくすることになる。斜めに延びる繊維の場合、それぞれの構成材はそれに比例する結果になる。

端部固定装置５０１は、好ましくは、上述のような挟持用の袋体として形成される。このような挟持用の袋体を用いると、再引き寄せする必要のある繊維の滑りを可能にでき、同時に再引き寄せが必要でない近くの繊維が滑らないことを確実にできる。

あるいは、図８（ａ）〜（ｄ）に示す実施形態において、変形処理は、一次形状１５０のボディ１４０を形成するための個々の層を積層した後、毎回行われてもよい。即ち、（好ましくは一方向の）複数の繊維の層を、それぞれ積層、固定し、その後二次形状に変形する。変形後、固定装置５００、５０１及び変形用金型３４０を取り除き、さらに複数の繊維の層を個別に載置し、その後固定して再び変形する。

このように、各個別の載置の後に二次形状への変形を実行することが可能となる。

図９（ａ）〜（ｄ）は、さらなる二次形状２０を示す。このさらなる二次形状２０は、上述の装置の１つによって、二次形状２０に対応する一次形状１４から形成されている。

図９（ａ）は、第１〜第３の実施形態に実質的に対応するボディ１４を示す。これらのボディ１４において、二次形状２０の凹状領域２２の表面は、実質的に、一次形状１５の凸状領域１６の表面に対応する。同じことが、図９（ｃ）に示すボディに当てはまる。このボディにおいて、複数の繊維が、変形処理中に、一緒に圧縮される又は押し付けられる。

図９（ｂ）に示す実施形態において、角度をつけた（Ｖ字形の）端部領域６８は、中央領域７０におけるひだの形成を防ぐために、ボディ１４を二次形状２０に変形するとき外方に膨らませる必要があるので、凹状の二次形状２０の表面は、凸状の一次形状１５の表面より大きい。このような外方への膨らみは、ボディ１４の１つ以上の端部領域から繊維を再引き寄せすることによって可能になる。導入部で述べたように、この目的のために、例えば、一次形状１５のボディ１４を形成するための繊維を積層するとき、適切な予備部を備える。あるいは、二次形状２０への変形の間、繊維を例えば繊維供給ロールによって保持し、変形処理の後に切断してもよい。あるいは、変形は各繊維束の積層中又は積層後既に行われていてもよい。本実施形態において、保持装置５０は、それぞれの繊維の滑りが可能となる程度に堅固に繊維を保持すればよい。

図９（ｄ）に示す実施形態においても、ボディ１４の繊維ファブリックにおける繊維が、二次形状２０への変形中にボディ内で変位する必要がある。一次形状１５のボディ１４の下側端部７２は、二次形状２０における下側端部７４よりも長い。繊維は長手方向には圧縮又は引き伸ばしができないので、本実施形態において、繊維が一次形状１５のボディ１４の下側端部７２に平行に積層されないことが好ましい。この一次形状１５を二次形状２０に変形する間、下側端部に垂直又は斜めに延びる繊維は好ましくは共に変位するため、ひだの形成を防ぐ。ここでは、３０度〜９０度で端部に交差する繊維は共に滑るため、繊維相互の距離は短くなる。したがって、部分的な繊維の量、したがって形成される構造部品の壁厚が増大する。

図１０（ａ）〜（ｄ）は、ボディ１４の一次形状１５のため成形処理のさらなる変形例を示す。この変形例において、ボディ１４の形成中に既に、１つ以上の凹状ゾーンが、個々の繊維又は繊維束の加工物キャリア１０への積層中に形成される。この目的のために、本実施形態における繊維又は繊維束は、まず加工物キャリア１０上の一端で固定され、加工物キャリア２６の表面上に形成されている凹状ゾーン７６上をぴんと張られる。好ましくは凹状ゾーン７６に正確に嵌合する金型７８が、繊維の厚さを小さくし、凹状ゾーン７６にわたって架け渡された繊維を凹状ゾーン７６内に押し付ける。それによって、繊維が凹状ゾーンの表面で静置する。ここで、凹状ゾーンを被覆又は凹状ゾーンに静置されるのに必要な追加的な繊維長さが、積層ツール（例えば、繊維ロール）から再引き寄せされる。繊維が、例えば材料結合によって加工物キャリア２６上に十分に固定されるまで、金型はこの位置に置かれる。金型の打ち込み後出来るだけ早く、繊維の他端を固定してもよい。あるいは又はさらに、金型７８を速やかに再取り外しできるように、負圧又は直接的な材料結合によって繊維を凹状ゾーン７６内に保持してもよい。この方法を用いて、既に凹状領域８０を含む一次形状にボディ１４が形成される。

あるいは又はさらに、金型７８は、可撓性の変形可能な材料から形成されてもよい。例えば、凹状ゾーンに正確に嵌合する上述のような袋体又は弾性体を用いてもよい。従って特別な形状に対しても、糸が、加工物キャリア２６上で凹状ゾーン７６の全ての領域に配置される。

図１１（ａ）〜（ｄ）は、挟持用袋体の形態の固定装置５０の変形例を示す。

図１１（ａ）は上述の第２の実施形態による挟持用袋体を示す。この挟持用袋体において、圧力チューブ５４は好ましくは矩形断面を有し、圧力チューブが膨張すると、Ｕ字形のプロファイル５６の基部に平行な方向に一方の側がより膨張するように、Ｕ字形のプロファイル５６はこの一方の側に傾斜をつけられている。

図１１（ｂ）は、インサート５９を通して引かれていきプロファイル５６の矩形状になる任意の断面を有するチューブ５４からなる挟持用袋体を示す。

図１１（ｃ）は、端部固定具８８で成型部８６を架け渡して生じるメンブレン８４から形成される挟持用袋体を示す。

図１１（ｄ）は、上述の第２の実施形態による挟持用袋体を示し、挟持されながら滑っている繊維とともにチューブ５４が引かれないように、追加の覆い９０が構成されている。

上記の実施形態及び／又は実施形態の個々の特徴は、互いに組み合わせ可能であることは言うまでもない。特に、挟持装置、変形装置、及び加工物キャリアの上述の形態の全てを互いに組み合わせることができる。

例えば、可撓性領域を有する加工物キャリアは、二次成形用の加工物キャリアとしてのみ使用されてもよく、あるいは加工物キャリア及び二次成形用下側ツールとして使用されてもよい。種々の実施形態において、挟持用袋体を、加工物キャリア上にボディを固定的に保持するために変形対象領域の両側で使用してもよい。即ち、複数の挟持用袋体が備えられてもよい。挟持用袋体は、ボディの繊維を挟持するようになされている限り、様々な形状を有してもよい。さらに、多数の凹状領域が、また一次形状の種々の位置において、同時又は連続的に形成されてもよい。したがって二次形状は、多数のステップで形成されてもよく、又は二次形状の多数のステップが形成されてもよい。

上述のような挟持用袋体又は挟持プロファイルの形態の挟持装置に替えて又はこれに追加して、ボディが負圧によって加工物キャリア上に固定されてもよい。特に、加工物キャリアは、全体的又は部分的に超細孔の焼結金属表面で形成されてもよく、その孔、即ち通路には、ボディから離れる方を向く焼結金属表面の側からの負圧を受ける。これによって、それぞれの繊維が、加工物キャリアの表面の負圧によって固定的に保持されることが達成され得る。

一次形状を有するボディ１４は、凹状の加工物キャリアに繊維をばらして積層することによって形成されてもよい。二次成形用上側ツール及び二次成形用下側ツールの各々は、逆に配置されてもよい。即ち、上述の二次成形用下側ツールの機能が、二次成形用上側ツールによって実現されてもよい。ボディが二次成形用上側ツールから落下しないように二次成形用上側ツールがボディを保持する必要がある場合、適切な保持装置を備えてもよい（例えば、負圧供給装置）。

ボディを二次形状に単純に曲げる（滑ることなく変形する）ことで、二次成形用下側ツールにボディを保持又は固定できる。特に、繊維の曲げ剛性のため、繊維を曲げることによって曲げ領域に隣接する繊維領域で二次成型用下側ツールから繊維が持ち上げられることはない。このような場合には、二次形状は明確には定義されないであろう。

繊維の滑りによって変形する場合、一次形状のボディは端部に予備領域を有するように形成されてもよい。その後再引き寄せされる繊維は、この端部から再引き寄せされ、二次形状はこれの影響を受けない。即ち予備領域は、所望の二次形状が得られる際に、変形後に繊維が二次形状の端部で「無くなる」ことのないような寸法にされる。あるいは、一次形状を形成するのに用いる繊維が、二次形状への変形処理の終了まで一次形状のボディに接続されたままであるように、一次形状を形成してもよい。即ち、ロールから巻き戻されて一次形状を形成するために用いられる繊維は、一次形状を持つボディの完成後にロールから切断されない。ボディは、その後変形され繊維の滑りが可能となる。繊維の切断（切り離し）は、ボディの変形後に行われる。

負圧を印加した焼結金属表面上に、ヤーン要素（ｙａｒｎ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）、ロービング、又は単繊維をそれぞれ固定することを他の応用例に用いてもよい。これは、それ自体単独で特許請求されてもよい。

挟持用の袋体によって、ヤーン要素（ｙａｒｎ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）、ロービング、又は単繊維を固定することを他の応用例に用いてもよい。したがって、これは、それ自体単独で特許請求されてもよい。

図１０を参照して上記したような凹状領域を含む一次形状のボディ１０の形成を、他の応用例に用いてもよい。したがって、これは、それ自体単独で特許請求されてもよい。

変形されない領域（１４）における繊維の密度が、実質的に、変形後の少なくとも１つの凹状領域（２２）における繊維の密度に対応するように、変形前の少なくとも１つの凹状領域（１６）における繊維の密度が選択されてもよい。

あるいは又はさらに、凸状領域に繊維を積層するときは、残りのボディにおいてよりも繊維の密度が小さくてもよい。凸状領域が凹状領域に変形される間に、繊維が一体的に押されて、変形後にボディ全体の繊維の密度が実質的に同じになるようにしてもよい。

それぞれの方向における積層順序、繊維の方向、及び加工物キャリアの凹状外形の外側の輪郭のジオメトリ設計に依存して、特に端部領域において、第４の実施形態による「平坦な」と記載された架け渡し領域１４１が少なくとも部分的に凹形状及び／又は凹状領域を有してもよい。

さらに、三次元繊維ファブリックの製造方法が、以下の局面の構成によって特徴づけられ得る。

第１の局面によれば、三次元繊維ファブリック及び繊維の構造部品プリフォームの製造方法が提供される。この製造方法は、以下のステップを含む。即ち、繊維のファブリックから作製されるボディ（１４）の少なくとも１つの全体的に凸状な領域（１６）を、少なくとも１つの変形後領域（２２）に変形するステップであって、この少なくとも１つの変形後領域（２２）は、同じ視線方向から見ると少なくとも部分的に凹形状を有し、この変形後領域（２２）の表面積は、上記少なくとも１つの凸状領域（１６）及び／又は繊維（１３）の少なくとも区間の表面積に対応し、上記繊維（１３）の少なくとも区間は、上記ボディ（１４）の凸状領域（１６）を形成し、ボディ（１４）の変形後領域（２２）を形成する繊維（１３）と同じ区間である、ステップを含む。

第１の局面は、さらに、ボディ（１４）の同じ断面図でみると、変形後領域（２２）は、ボディ（１４）の２つの非変形領域（５２）の間に位置することによって特徴づけられる。

第３の局面によれば、繊維ファブリック体（１４）の変形対象領域（１６）を変形する方法が提供される。この方法において、例えば図３に示すようなボディ（１４）の側面図において、変形対象領域（１６）は、対向する変形対象領域（１６）の両端部領域にわたって延び、変形処理において変形されないボディ（１４）の領域（固定領域５２）内へと入り、断面図において、変形中は、変形対象領域（１６）の少なくとも１つの領域又は区間が、断面図において対向する両端部領域の間を延在する線Ｓ（図４参照）の方へ移動するように変形し、変形対象領域の繊維片又は表面の大きさは、変形前後で同じである。

第４の局面によれば、外側Ａ（図４参照）及び内側（３０）を有する平坦で三次元の糸ファブリック体（１４）の変形対象領域（１６）を変形する方法が提供され、糸ファブリック体の外側から（図３において上から）見ると変形対象領域（１６）は変形前は全体に凸形状を有する。この方法において、変形対象領域の少なくとも一部分が変形中に糸ファブリック体に対して外側から内側の方向に移動し、変形対象領域の表面の大きさ及び変形対象領域を形成する糸の区間は変形前後で同一であり、変形対象領域は残りの糸ファブリック体における少なくとも部分的な取り囲み端部領域にわたって延び、この端部領域とともにこの端部領域を形成する糸区間は変形中に変化しない。

第５の局面によれば、変形前における変形対象領域の凹状内側の形状は、変形後の変形対象領域の凹状外側の形状に対応し得る。

明細書及び／又は特許請求の範囲で開示されるすべての特徴は、当初の開示とすることを目的として、及び、実施形態及び／又は特許請求の範囲の特徴を組み合わせたものとは独立して、請求される発明を限定することを目的として、相互に別々に、独立して開示されると意図されていることを明記する。数値の範囲や実体の集合の表示はすべて、当初の開示とすることを目的として、及び請求される発明を限定することを目的として、考えられるすべての中間の数値又は中間の実体を開示していることを明記する。

以下の項目は、国際出願時の特許請求の範囲に記載の要素である。
［項目１］
三次元繊維ファブリック及び繊維の構成部品プリフォームを製造する方法であって、前記方法は、
繊維のファブリックから作製されたボディ（１４）の変形対象領域（１６）を変形後領域（２２）に変形するステップであって、変形前の前記ボディ（１４）の断面図において、前記変形対象領域（１６）は、もっぱら第１の方向に湾曲している又は第１の方向に湾曲した区間及び平坦な区間をもっぱら含み、前記変形後領域（２２）は、同じ前記断面図において、前記第１の方向と反対の第２の方向に湾曲した少なくとも１つの区間を含む、ステップを含み、
前記ボディ（１４）は非変形対象領域を含み、
前記断面図は、変形前は前記非変形対象領域（５２）と前記変形対象領域（１６）とに交差し、前記非変形対象領域（５２）に対して固定され、変形後は前記非変形対象領域（５２）と前記変形対象領域（１６）とに交差する、断面を表し、
ａ）前記変形対象領域（２２）の表面積は、前記変形対象領域（１６）の表面積に対応し、及び／又は
ｂ）前記ボディ（１４）の前記変形対象領域（１６）を形成する繊維（１３）の少なくとも区間は、前記ボディ（１４）の前記変形後領域（２２）を形成する前記繊維（１３）の区間と同じ区間であり、及び／又は
ｃ）同じ前記断面図において、前記変形対象領域（１６）の経路を表す第１の線の長さは、前記変形後領域（２２）の経路を表す第２の線の長さと同じである、
方法。
［項目２］
前記ボディ（１４）の前記非変形対象領域（５２）において、前記変形対象領域（１６）を前記変形後領域（２２）に変形するように適合された二次成形装置（２５）の表面に前記ボディ（１４）を固定するステップを含み、
前記固定するステップは変形前に行われ、
前記固定するステップは変形されない領域において行われる、項目１に記載の方法。
［項目３］
前記変形は前記二次成形装置（２５）を用いて実行され、
前記断面図は、変形前は前記二次成形装置（２５）と前記変形対象領域（１６）とに交差して、前記二次成形装置（２５）に対して固定され、前記二次成形装置（２５）と前記変形後領域（２２）とに交差する断面を表す、項目１又は２に記載の方法。
［項目４］
前記ボディ（１４）内のそれぞれの繊維は、変形中は、互いに対して実質的に変位、圧縮、又は引き伸ばしされない、項目１から３のいずれか一項に記載の方法。
［項目５］
更なる変形対象の凸状、又は凸状及び平坦な領域（１６）は、繊維を曲げて再絞りすることにより更なる変形後の少なくとも部分的に凹状の領域（６８）に変形され、それによって、前記更なる変形後の少なくとも部分的に凹状の領域（６８）の表面積は、前記更なる変形対象の平坦又は凸状の領域（１６）の表面積より大きい、項目１から３のいずれか一項に記載の方法。
［項目６］
三次元繊維ファブリック及び繊維の構成部品プリフォームを製造する方法であって、前記方法は、
繊維ファブリックから作製される全体に凸状のボディ（１４、１４０）の少なくとも１つの固定領域（５２、１４２）を、二次成形装置（２５、２５０）の表面に固定するステップと、
前記ボディ（１４）の変形対象領域（１６、１４１）を、少なくとも１つの凹状部を有する変形後領域（２０、２２０）に、前記二次成形装置（２５、２５０）を用いて変形するステップとを、含み、
前記変形後領域（２０、２２０）の表面積は、前記変形対象領域（１６、１４１）の表面積より大きく、及び／又は
前記ボディ（１４）の前記変形後領域（２０、２２０）を形成する繊維（１３）の少なくとも区間の長さは、前記ボディ（１４）の前記変形対象領域（１６、１４１）を形成する同じ繊維の区間の長さより長く、及び／又は
断面図において、前記変形対象領域（１６）の表面の経路は第１の線によって表され、断面図において、前記変形後領域（２０、２２０）の同じ表面の経路は第２の線によって表され、前記第１の線は前記第２の線より短く、
前記固定するステップは変形前に行われ、
前記固定するステップは変形されない前記ボディ（１４、１４０）の領域（５２、１４２）で行われる、方法。
［項目７］
変形中は、前記変形後領域（２０、２２０）にわたって延在する前記繊維ファブリックのそれぞれの繊維（１３）は、前記繊維ファブリックの長手方向に変位する又は前記ボディ（１４、１４０）の端部領域から滑ることにより、ひだの形成を阻止する又は軽減する、項目６に記載の方法。
［項目８］
前記固定は、流体で充填可能でありそのため膨張可能な装置（５４）によって及び／又は焼結金属表面によって行われ、前記焼結金属表面の孔には負圧が印加され、前記それぞれの繊維（１３）が再引き寄せされ得る、項目６又は７に記載の方法。
［項目９］
前記ボディ（１４）の前記固定領域（５２）は、前記ボディ（１４）の外方端部領域（１４２）上、もしくは前記外方端部領域（１４２）と前記変形対象領域（１６、１４１）との間にある、項目６から８のいずれか一項に記載の方法。
［項目１０］
加工物キャリア（１０、３８、１３８）の表面に繊維を積層することによって、変形前に前記ボディ（１４、１４０）の成形を行うステップをさらに含む、項目１から９のいずれか一項に記載の方法。
［項目１１］
前記加工物キャリア（１０）は、前記繊維を積層する前記表面に凹状ゾーン（７６）を含み、
１つの積層周期において、前記繊維を前記加工物キャリア（１０）の前記表面に積層する間に、前記繊維は前記凹状ゾーン（７６）に架け渡され、
前記積層周期における積層中に、前記凹状ゾーン（７６）に適合する金型（７８）によって、前記繊維は前記凹状ゾーン（７６）の表面に押し付けられて、前記凹状ゾーン（７６）の前記表面に接触し、
前記金型（７８）は、その後再び取り除かれ、それによって凹状領域（８０）を含む全体に凸状のボディ（１４）が形成される、項目１０に記載の方法。
［項目１２］
前記変形は可撓性領域（６３）によって行われ、前記可撓性領域（６３）は、前記ボディ（１４）の前記変形対象領域（１６）を補完する形状と前記変形後領域（２２）を補完する形状との間で変形可能である、項目１から１１のいずれか一項に記載の方法。
［項目１３］
三次元繊維ファブリック及び繊維の構成部品プリフォームを製造する装置であって、前記装置は、
ボディ（１４）を形成するための繊維を積層するように適合された加工物キャリア（１０）であって、前記ボディ（１４）は積層方向に見ると全体に凸状であり、少なくとも１つの変形対象の凸状、又は凸状及び平坦な領域（１６）を含む、加工物キャリア（１０）と、
少なくとも前記変形対象領域（１６）を、少なくとも１つの凹状部を有する変形後領域（２２）に変形するように適合された二次成形ツール（２５）と、を備え、
前記変形対象領域（１６）を形成するための前記加工物キャリア（１０）の表面の表面積は、前記変形後領域（２２）を形成するための前記二次成形装置（２５）の表面の表面積に実質的に対応し、及び／又は
前記変形対象領域（１６）を形成するための前記加工物キャリアの前記表面上に投影される線の長さは、少なくとも前記変形後領域（２２）を形成するための前記二次成型装置の前記表面上に投影される線の長さと等しい、装置。
［項目１４］
前記加工物キャリア（１０）と前記二次成形装置（２５）の二次成形用下側ツール（２６）とは、一体型の加工物キャリア（３８）によって一体的に形成され、
前記一体型の加工物キャリア（３８）は可撓性領域（４０）を含み、前記可撓性領域（４０）は凸状及び凹状表面の両方を形成可能である、項目１３に記載の装置。
［項目１５］
少なくとも１つの固定領域（５２）において、変形中に前記ボディ（１４）を保持するように適合された固定装置（５０）をさらに備え、前記固定領域（５２）は変形されない、項目１３又は１４に記載の装置。
［項目１６］
前記固定装置（５０）は、流体で充填可能な袋体（５４）及び／又は負圧が印加される孔を有する焼結金属表面として構成される、項目１５に記載の装置。
［項目１７］
前記二次成形装置（２５）は、可撓性の袋体を含む二次成形用上側ツール（３４、３４０）を含み、
前記二次成形用上側ツール（３４、３４０）は、前記変形対象領域（１６）を補完する形状及び前記変形後領域（２２）を補完する形状を有することができる、項目１３から１６のいずれか一項に記載の装置。

Claims (10)

1. 三次元繊維ファブリック及び繊維の構成部品プリフォームを製造する方法であって、前記方法は、
   繊維ファブリックから作製される全体に凸状のボディ（１４０）の少なくとも２つの端部領域（５５５）を、挟持装置（５０１）と二次成形用装置（２５０）との間に前記端部領域（５５５）の各々を挟持することによって、前記二次成形装置（２５０）の表面に挟持するステップと、
   その後、前記端部領域（５５５）間に位置する前記ボディ（１４０）の変形対象領域（１４１）を、少なくとも１つの凹状部を有する変形後領域（２２０）に、前記二次成形装置（２５０）を用いて変形するステップとを、含み、
   前記変形後領域（２２０）の表面積は、前記変形対象領域（１４１）の表面積より大きく、及び／又は
   前記ボディ（１４０）の前記変形後領域（２２０）を形成する繊維（１３）の少なくとも区間の長さは、前記ボディ（１４０）の前記変形対象領域（１４１）を形成する同じ繊維の区間の長さより長く、及び／又は
   断面図において、前記変形対象領域（１４１）の表面の経路は第１の線によって表され、断面図において、前記変形後領域（２２０）の同じ表面の経路は第２の線によって表され、前記第１の線は前記第２の線より短い、方法。
2. 変形ステップ中は、前記変形後領域（２２０）にわたって延在する前記繊維ファブリックのそれぞれの繊維（１３）は、前記繊維ファブリックの長手方向に変位する又は前記ボディ（１４０）の前記端部領域のうちの少なくとも１つから滑ることにより、ひだの形成を阻止する又は軽減する、請求項１に記載の方法。
3. 前記挟持ステップは、流体で充填可能でありそのため膨張可能な袋体又はチューブ（５４）によって及び／又は焼結金属表面によって行われ、前記焼結金属表面の孔には負圧が印加され、前記挟持装置（５０１）と前記二次成形装置（２５０）との間の前記それぞれの繊維（１３）が再引き寄せされ得る、請求項１又は２に記載の方法。
   
4. 加工物キャリア（１０、３８、１３８）の表面に繊維を積層することによって、変形前に前記ボディ（１４、１４０）を成形するステップをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記加工物キャリア（１０）は、前記繊維を積層する前記表面に凹状ゾーン（７６）を含み、
   １つの積層周期において、前記繊維を前記加工物キャリア（１０）の前記表面に積層する間に、前記繊維は前記凹状ゾーン（７６）に架け渡され、
   前記積層周期における積層中に、前記凹状ゾーン（７６）を補完する金型（７８）によって、前記繊維は前記凹状ゾーン（７６）の表面に押し付けられて、前記凹状ゾーン（７６）の前記表面に接触し、
   前記金型（７８）は、その後再び取り除かれ、それによって凹状領域（８０）を有する全体に凸状のボディ（１４）が形成される、請求項４に記載の方法。
6. 前記変形は可撓性領域（６３）によって行われ、前記可撓性領域（６３）は、前記ボディ（１４）の前記変形対象領域（１６）を補完する形状と前記変形後領域（２２）を補完する形状との間で可変的に変形可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 三次元繊維ファブリック及び繊維の構成部品プリフォームを製造する装置であって、前記装置は、
   ボディ（１４０）を形成するための繊維を積層するように適合された加工物キャリア（１０）であって、前記ボディ（１４０）は積層方向に見ると全体に凸状であり、前記ボディ（１４０）は少なくとも１つの変形対象の凸状、又は凸状及び平坦な領域（１６）を含む、加工物キャリア（１０）と、
   少なくとも１つの前記変形対象領域（１６）を、少なくとも１つの凹状部を有する変形後領域（２２）に変形するように適合された二次成形装置（２５０）と、
   全体に凸状の前記ボディ（１４０）の少なくとも２つの端部領域（５５５）を、挟持装置（５０１）と前記二次成形装置（２５０）との間に前記端部領域（５５５）の各々を挟持することによって、前記二次成形装置（２５０）の表面に挟持するように適合された挟持装置（５０１）と、を備え、
   前記挟持装置は、前記二次成形装置が変形を行うとき、前記ボディ（１４０）の前記端部領域からそれぞれの繊維をその長手方向に変位させる又は滑らせることを可能にして、ひだの形成を阻止する又は軽減する、装置。
8. 前記加工物キャリア（１０）と前記二次成形装置（２５）の二次成形用下側ツール（２６）とは、一体型の加工物キャリア（３８）によって一体的に形成され、
   前記一体型の加工物キャリア（３８）は可撓性領域（４０）を含み、前記可撓性領域（４０）は凸状表面及び凹状表面の両方を形成することができる、請求項７に記載の装置。
9. 前記挟持装置（１５０）は、流体で充填可能な袋体（５４）及び／又は負圧が印加される孔を有する焼結金属表面として構成される、請求項７又は８に記載の装置。
10. 前記二次成形装置（２５０）は、可撓性の袋体を含む二次成形用上側ツール（３４０）を含み、
    前記二次成形用上側ツール（３４０）は、前記変形対象領域（１４１）を補完する形状及び前記変形後領域（２２０）を補完する形状を有することができる、請求項７から９のいずれか一項に記載の装置。
    

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