JP6505602B2 - 複合部品の硬化に対する形状歪みツーリングシステム及び方法 - Google Patents
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Description
ツーリングシステムであって、
硬化ツール熱膨張係数(CTE)(110)を有し、異種の構成要素CTE(176)を有する2つ以上の構成要素(174)で形成される複合品(170)を硬化させるために構成される硬化ツール(108)、
前記硬化ツール(108)に固定的に取り付けられ、前記硬化ツールCTE(110)とは異なるバイアス要素CTE(134)を有するバイアス要素(130)、並びに
前記硬化ツールCTE(110)及び前記バイアス要素CTE(134)の組み合わせは、加熱されると、前記硬化ツール(108)で加熱変位を引き起こし、前記複合品(170)は、冷却されると、前記硬化複合品(172)が実質的に設計通りの形状(160)をとるように、歪んだ形状(162)で硬化されるように構成されるバイアス要素(130)
を備える、ツーリングシステム。
前記バイアス要素(130)は、前記加熱変位(150)が、非バイアス硬化ツール(302)上で硬化される硬化複合品(370)の冷却変位(350)と方向(154)が実質的に対向するような位置で前記硬化ツール(108)に固定的に取り付けられる、A1に記載のツーリングシステム(100)。
前記バイアス要素(130)は、前記加熱変位(150)が、前記非バイアス硬化ツール(302)上で硬化される硬化複合品(370)の前記冷却変位(350)と大きさ(152)が実質的に等しいように構成される、A1又はA2に記載のツーリングシステム(100)。
前記加熱変位(150)は、前記硬化ツール(108)の長さ方向(112)に沿って湾曲(164)を備える、A1からA3の何れか一項に記載のツーリングシステム(100)。
前記バイアス要素(130)は、前記硬化ツール(108)の長さに沿って変化する少なくとも1つのバイアス要素パラメーター(132)を有し、前記バイアス要素パラメーター(132)は、
前記バイアス要素CTE(134)、
バイアス要素断面(136)、及び
バイアス要素(130)剛性
のうちの少なくとも1つを含む、A1からA4の何れか一項に記載のツーリングシステム(100)。
前記バイアス要素パラメーター(132)は、前記硬化ツール(108)の長さ方向(112)に沿って非線形に変化する、A1からA5の何れか一項に記載のツーリングシステム(100)。
前記バイアス要素(130)は、異種のバイアス要素パラメーター(132)を有する前記バイアス要素(130)のうちの少なくとも2つを備え、
前記バイアス要素(130)は、前記硬化ツール(108)において非線形の加熱変位(150)を生成するように構成される、A1からA6の何れか一項に記載のツーリングシステム(100)。
前記硬化ツール(108)を支持するための支持フレーム(102)であって、前記硬化ツール(108)の移動を前記加熱変位(150)と関連付けられた方向(154)に限定するように構成される支持フレーム(102)をさらに備える、A1からA7の何れか一項に記載のツーリングシステム(100)。
前記硬化ツール(108)は、ヘリコプターローターブレード(190)の桁アセンブリ(204)のための硬化ツール(108)を備え、
前記複合品(170)の前記構成要素(174)は、複合レイアップCTE(180)を有する複合レイアップ(178)、及び前記複合レイアップCTE(180)とは異なる金属構成要素CTE(184)を有する金属構成要素(182)を備える、A1からA8の何れか一項に記載のツーリングシステム(100)。
ツーリングシステム(100)であって、
硬化ツール熱膨張係数(CTE)(110)を有し、異種の構成要素CTE(176)を有する2つ以上の構成要素(174)で形成される複合品(170)を硬化させるために構成される硬化ツール(108)、
前記硬化ツール(108)に固定的に取り付けられ、前記硬化ツールCTE(110)とは異なるバイアス要素CTE(134)を有するバイアス要素(130)、
前記硬化ツールCTE(110)及び前記バイアス要素CTE(134)の組み合わせは、硬化温度まで加熱されると、前記硬化ツール(108)で加熱変位(150)を引き起こし、前記複合品(170)は、周囲温度まで冷却されると、前記硬化複合品(172)が、制御されない場合には、実質的に設計通りの形状(160)をとるように、歪んだ形状(162)で硬化されるように構成されるバイアス要素(130)、並びに
前記加熱変位(150)が、非バイアス硬化ツール(302)上で硬化される硬化複合品(370)の冷却変位(350)に方向(154)が実質的に対向するような位置で前記硬化ツール(108)に固定的に取り付けられるバイアス要素(130)
を備える、ツーリングシステム(100)。
複合品(170)を製造する方法であって、
硬化ツール(108)に固定的に取り付けられるバイアス要素(130)を有する硬化ツール(108)を提供することであって、前記硬化ツール(108)は、硬化ツール熱膨張係数(CTE)(110)を有し、前記バイアス要素(130)は、前記硬化ツールCTE(110)とは異なるバイアス要素CTE(134)を有する、硬化ツール(108)を提供すること、
複合品(170)を前記硬化ツール(108)上に装着することであって、前記複合品(170)は、異種の構成要素CTE(176)を有する構成要素(174)から成る、複合品(170)を装着すること、
前記複合品(170)及び前記硬化ツール(108)を硬化温度まで加熱すること、
前記硬化ツールCTE(110)及び前記バイアス要素CTE(134)の差のために、前記硬化ツール(108)の前記温度を前記硬化温度まで上昇させることに応じて、前記硬化ツール(108)を歪んだ形状(162)に歪めること、
前記複合品(170)を前記歪んだ形状(162)で硬化させること、並びに
前記硬化複合品(172)が歪んだ形状(162)から設計通りの形状(160)に変形するように、前記硬化複合品(172)を冷却すること
を含む、方法。
前記硬化複合品(172)の加熱変位(150)が、非バイアス硬化ツール(302)上で硬化される硬化複合品(370)の冷却変位(350)に方向(154)が実質的に対向するような位置で、前記硬化ツール(108)に取り付けられるバイアス要素(130)を、前記硬化ツール(108)に提供するステップをさらに含む、A11に記載の方法。
前記加熱変位(150)が、前記冷却変位(350)と大きさ(152)が実質的に等しくなるような位置で前記硬化ツール(108)に取り付けられるバイアス要素(130)を、前記硬化ツール(108)に提供するステップをさらに含む、A11又はA12に記載の方法。
前記硬化ツール(108)の長さ方向(112)に沿って変化するバイアス要素パラメーター(132)を有するバイアス要素(130)を、前記硬化ツール(108)に提供するステップをさらに含み、前記バイアス要素パラメーター(132)は、
前記バイアス要素CTE(134)、
バイアス要素断面(136)、及び
バイアス要素(130)剛性
のうちの少なくとも1つを含む、A11からA13の何れか一項に記載の方法。
前記硬化ツール(108)の前記長さ方向(112)に沿って非線形に変化するバイアス要素パラメーター(132)を有するバイアス要素(130)を、前記硬化ツール(108)に提供するステップをさらに含む、A11からA14の何れか一項に記載の方法。
前記硬化ツール(108)において非線形の加熱変位(150)を生成するように構成される異種のバイアス要素パラメーター(132)を有する少なくとも2つのバイアス要素(130)から形成されるバイアス要素(130)を、前記硬化ツール(108)に提供するステップをさらに含む、A11からA15の何れか一項に記載の方法。
前記硬化ツール(108)及び前記複合品(170)が、前記硬化温度まで加熱されると、前記歪んだ形状(162)に湾曲することを可能にするステップ、並びに
前記複合品(170)が、周囲温度まで冷却されると、設計通りの形状(160)まで実質的に真っすぐになることを可能にするステップ
をさらに含む、A11からA16の何れか一項に記載の方法。
前記複合品(170)を前記硬化ツール(108)上に装着するステップは、
硬化されていない複合レイアップ(178)、予め硬化された複合レイアップ(178)、金属構成要素(182)、及び接着剤(188)のうちの少なくとも1つの構成要素(174)を前記硬化ツール(108)上に装着することを含む、A11からA17の何れか一項に記載の方法。
前記複合品(170)を硬化させるステップは、
前記構成要素(174)の樹脂マトリックスを硬化させること、及び
前記構成要素(174)を接合するための接着剤(188)を硬化させること
のうちの少なくとも1つを含む、A11からA18の何れか一項に記載の方法。
前記硬化ツール(108)を使用して、複合レイアップ(178)及び前記硬化ツール(108)に前記複合レイアップ(178)とともに含まれる金属構成要素(182)からヘリコプターローターブレード(190)を形成するステップをさらに含む、A11からA19の何れか一項に記載の方法。
Claims (2)
- ツーリングシステムであって、
硬化ツール熱膨張係数(CTE)を有し、異種の構成要素CTEを有する2つ以上の構成要素で形成される複合品を硬化させるために構成される硬化ツール、
前記硬化ツールに固定的に取り付けられ、前記硬化ツールCTEとは異なるバイアス要素CTEを有するバイアス要素、並びに
前記硬化ツールCTE及び前記バイアス要素CTEの組み合わせは、加熱されると、前記硬化ツールで加熱変位を引き起こし、前記複合品は、冷却されると、硬化複合品が実質的に設計通りの形状をとるように、歪んだ形状に硬化されるように構成されるバイアス要素
を備える、ツーリングシステム。 - 複合品を製造する方法であって、
硬化ツールに固定的に取り付けられるバイアス要素を有する硬化ツールを提供することであって、前記硬化ツールは、硬化ツール熱膨張係数(CTE)を有し、前記バイアス要素は、前記硬化ツールCTEとは異なるバイアス要素CTEを有する、硬化ツールを提供すること、
複合品を前記硬化ツール上に装着することであって、前記複合品は、異種の構成要素CTEを有する構成要素から成る、複合品を装着すること、
前記複合品及び前記硬化ツールを硬化温度まで加熱すること、
前記硬化ツールCTE及び前記バイアス要素CTEの差のために、前記硬化ツールの前記温度を前記硬化温度まで上昇させることに応じて、前記硬化ツールを歪んだ形状に歪めること、
前記複合品を前記歪んだ形状で硬化させること、並びに
前記硬化複合品が歪んだ形状から設計通りの形状に変形するように、前記硬化複合品を冷却すること
を含む、方法。
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