JP6541976B2 - 複合部品を真空バギングするシステム及び方法 - Google Patents

Description

複合材料は、様々な用途に広く使用されている。航空機の建造において、胴体、翼、尾部セクション、及び他の構成部品を形成するために使用されるコンポーネントの量は増大している。複合構造が形成される間、最終的な複合部品の形状を有するツール上に複合プライがレイアップされることがある。熱及び／又は圧力を複合プライに適用し、複合プライ内の樹脂材料を硬化又は固化することができる。レイアップを真空バックで覆い、真空バックをツールに対してシールし、且つ真空バックを真空引きすることによって、圧密圧力を複合レイアップに適用することができる。バッグに入れられたレイアップをオートクレーブの内部に置くことによって、追加の圧力を適用することができる。最終的な複合部品がツールの形状をもつように、真空バックの圧密圧力が、硬化の間に複合プライをツール表面に対して押し付けることがある。圧密圧力は、さらに複合プライを圧密化し、且つ余分な樹脂を取り除くことを助けることができ、それにより、繊維体積分率が増加し、最終的な複合部品の特定強度を増加させることできる。それに加えて、圧密圧力の適用は、樹脂の加熱及び硬化の間に生じた揮発性物質（例えばガスなど）及び／又は水蒸気を取り除くことを助けることができ、さらに最終的な複合部品に空隙ができることを防ぐことができる。

内側角部又は凹Ｒ部を含むツール表面に対しては、真空バッギングプロセスは、真空バックが複合レイアップの内側角部を圧縮する位置において真空バック内の余分材料のプリーツを形成することを必要とする場合がある。プリーツは、真空バック材料をそれ自体の上に折り畳み、真空バックの端部で重なり合った材料を共にシールすることによって、手作業で形成することができる。圧密圧力の力の下で複合レイアップの厚みが縮小するにつれて、プリーツの形成によって、内側角部領域で真空バックの局所的な滑動が可能になる。プリーツは、通常、内側角部領域で真空バックと複合プライのブリッジングを防ぐために必要とされる。このようなブリッジングによって、複合プライの圧密化が減少し、内側角部が余分な樹脂を有し、最終的な複合部品において空隙又は気孔が生じるリスクが増大する結果となる場合がある。

残念ながら、真空バック内にプリーツを形成することは、相当な量の手作業を必要とする時間のかかる労働集約的なプロセスである。これを踏まえて、各プリ―ツは、きめ細かく手作業で形成し、プリ―ツが内側角部の長さと位置が合うように調整しなければならない。各プリーツは、さらに真空バックへのリークパスの可能性を表す場合があり、真空バギングプロセスの完全性と堅牢性を損なう場合がある。

以上のように、複合レイアップの内側角部内に圧密圧力を適用することを可能にし、時間を短縮し手作業を減らして実装することができ、及び堅牢性の程度が高い態様で複合レイアップを真空バギングするためのシステム及び方法の必要性が当該技術分野において存在する。

複合レイアップの真空バギングに関連する上述の必要性は、バギングフィルム及びチューブバックを含む真空バックアセンブリを提供する本開示によって対処される。バギングフィルムは、バギングフィルム長を有することができ、複合レイアップの上に位置決めされ、且つ内側角部を有するツール表面に対してシールされることができる。チューブバックは、両側の対向するチューブ端部及びチューブバック長を有することができ、内側角部の長さに沿って複合レイアップの上に位置決めされることができる。チューブ端部の各端部は、チューブ端部の各端部が雰囲気に対して開放可能であるように、チューブ端部周縁の第１部分に沿ってツール表面に対してシールされることができ、且つチューブ端部周縁の第２部分に沿ってバギングフィルムに対してシールされることができる。

さらなる実施形態では、複合レイアップを真空バギングするためのバギングシステムが開示される。バギングシステムは、ツール表面及び内側角部を有するツールに適用される真空バックアセンブリを含むことができる。真空バックアセンブリは、バギングフィルム及びチューブバックを含むことができる。バギングフィルムは、バギングフィルム長を有することができ、複合レイアップの上に位置決めされ、且つツール表面に対してシールされることができる。チューブバックは、両側の対向するチューブ端部及びチューブバック長を有することができ、内側角部の長さに沿って複合レイアップの上に位置決めされることができる。チューブ端部の各端部は、チューブ端部の各端部が雰囲気に対して開放可能であるように、チューブ端部周縁の第１部分に沿ってツール表面に対してシールされることができ、且つチューブ端部周縁の第２部分に沿ってバギングフィルムに対してシールされることができる。

さらに、複合レイアップを真空バギングする方法が開示される。この方法は、内側角部の長さに沿って複合レイアップの上にチューブバックを適用することを含むことができる。この方法は、チューブ端部周縁の第１部分をツール表面に対してシールすることによって、両側の対向するチューブ端部の各端部をツール表面に対してシールすることをさらに含むことができる。この方法は、バギングフィルムを複合レイアップの上及びチューブバックの上に適用することをさらに含むことができる。さらにこの方法は、チューブ端部の各端部が雰囲気及び／又はオートクレーブ圧力に対して開かれているように、バギングフィルムをツール表面及びチューブ端部周縁の第２部分に沿ったチューブ端部の各端部に対してシールすることを含むことができる。

上述の特徴、機能、および利点は、本開示の様々な実施形態において単独で達成することができるか、又は、さらなる別の実施形態において組み合わせることができ、そのさらなる詳細は、以下の説明及び図面を参照して理解することができる。

本開示のこれらの特徴及び他の特徴は、図面を参照することにより明確となり、全体を通して類似の参照番号は類似の部分を指す。

図１は、バギングフィルムに組み付けられ、複合レイアップの上に適用され、及びツールに対してシールされる中空チューブバックを含む真空バギングシステムの実施形態の斜視図である。 図２は、バギングフィルムに組み付けられたチューブバックを示す真空バギングシステムの分解斜視図である。 図３は、ツールに適用されたバギングシステムの上面図である。 図４は、図３のライン４に沿ったバギングシステムの断面図であり、バギングフィルムに対してシールされたチューブバックのチューブ端部周縁の第１部分、及びツール表面に対してシールされたチューブ端部周縁の第２部分を示す。 図５は、図４のバギングシステムの分解組立図である。 図６は、図３のライン６に沿ったバギングシステムの断面図であり、チューブ端部間のほぼ中間の位置において複合レイアップの上に適用されたチューブバック及びバギングフィルムを示す。 図７は、図６のバギングシステムの分解組立図である。 図８は、複合部品を形成するために複合レイアップを真空バギングする方法に含まれうる一又は複数の工程を含むフロー図である。 図９は、内側角部を有するツールの斜視図である。 図１０は、ツール表面に適用された複合レイアップを有するツールの斜視図である。 図１１は、ツール表面に適用されたシールテープを有するツールの斜視図である。 図１２は、複合レイアップの周縁の周囲のツール表面に適用されたエッジブリーザを有するツールの斜視図である。 図１３は、内側角部の上に据え付ける前のチューブバックの分解斜視図である。 図１４は、シールテープの使用などによって両側の対向するチューブ端部がツールの両側の対向する端部に対してシールされた後のバギングシステムの斜視図である。 図１５は、バギングフィルムをチューブバックの上に据え付ける前のバギングフィルムの分解斜視図である。 図１６は、チューブバックの上に据え付けられ、バッグ端部に対してシールされ、及びツール表面に対してシールされたバギングフィルムの斜視図である。 図１７は、図１６のライン１７に沿ったバギングシステムの断面図であり、真空バックアセンブリの真空圧を引く前に複合レイアップに対して配置された中空チューブバックを示す。 図１８は、真空バックアセンブリ上に真空圧及びオートクレーブ圧力の適用の間のバギングシステムの断面図である。

ここで図面を参照すると、本開示の好適な実施形態及び様々な実施形態が例示され、図１では、バギングフィルム１０４に組み付けられ、複合レイアップ４００の上に適用され、及びツール３００に対してシールされる中空チューブバック２００を含む真空バックアセンブリ１０２の実施形態の斜視図が示される。有利には、チューブバック２００は、均一の圧密圧力を複合レイアップ４００の少なくとも内側角部３０４領域に適用するために、複合レイアップ４００の真空バギングにおいて使用することができる。したがって、チューブバック２００は、開かれている両側の対向するチューブ端部２０８を有する。チューブ端部２０８の各端部は、チューブ端部２０８がそれぞれ周囲の雰囲気及び／又はオートクレーブ圧力１１６に対して開かれている（図１８）ように、バギングフィルム周縁１０６などのバギングフィルム１０４に対してシールすることができ、且つツール表面３０２に対してシールすることができる。チューブ端部２０８間のチューブバック部分は、複合レイアップ４００の上を横方向に自在に移動又は滑動することができ、チューブバック２００が内側角部３０４の形状に適合することを可能にする。このようにして、圧密圧力１１４がバギングフィルム１０４によって複合レイアップ４００の別の部分に適用されるのと同じ態様で、均一な圧密圧力１１４がチューブバック２００によって複合レイアップ４００の内側角部３０４上に適用されることができる。

図１を参照すると、内側角部３０４を有するツール３００に適用される真空バックシステムの実施例が示される。内側角部３０４は、２つの概して平面的なツール表面３０２の接合点における単一半径として示される。それに加えて、内側角部３０４は、内側角部３０４の長さに沿って概して一定の半径を有するように示される。しかしながら、内側角部３０４は、限定することなく、任意のサイズ、形状、及び構成で形成することができる。例えば、内側角部３０４は非半径状の断面形状に形成することができる。例えば、内側角部３０４は、不規則な形状或いは半径が大きくなる断面形状又は半径が小さくなる断面形状を有することができる。それに加えて、内側角部３０４は、２つの非平面状の表面の間、又は平面状の表面と非平面状の表面の間に位置することができる。さらに、内側角部３０４は、内側角部３０４の長さに沿って、サイズ及び／又は形状が変化することができる曲率を有することができる。本開示では、内側角部という用語は、ツール表面に形成される任意の凹状特徴又は凹Ｒ部として説明することができ、図面で示される内側角部３０４の実施例に限定されない。

図１では、真空バックアセンブリがツール３００上に実装されるとき、チューブバック２００アセンブリは中空形状を有することができる。示される実施形態では、チューブバック２００は概して三角形の断面形状を有する。三角形の断面形状の斜め線は、バギングフィルム１０４によって重ね合わされたチューブバック２００を含む。しかしながら、チューブバック２００及び重ね合わされたバギングフィルム１０４は、内側角部３０４の断面形状に概して近似する、概して中空のＬ字型断面（図示せず）をとることができる。真空バギングシステム１００は、バギングフィルム１０４上の少なくとも１つの位置に実装される真空ポート１１０を有することができる。真空ポート１１０は、バギングフィルム１０４及びチューブバック２００を真空引きするために、真空源（図示せず）に連結することができる。一実施形態では、バギングフィルム１０４及びチューブバック２００は、それぞれツール３００に対してシールすることができる。例えば、以下でさらに詳しく説明しているように、シールテープ１２０は、バギングフィルム１０４及びチューブバック２００をツール表面３０２に対してシールするために使用することができる。しかしながら、バギングフィルム１０４及びチューブバック２００をツール３００に対してシールするために他の種類のシール機構を使用することができる。

図２を参照すると、中空チューブバック２００がバギングフィルム１０４に組み付けられたことを図示する真空バギングシステム１００が示される。チューブバック２００は、バギングフィルム１０４が形成されている材料と類似する、比較的可撓性の材料で形成することができる。したがって、チューブバック２００は、ツール３００から取り外されたときに重力の力の下で垂れ下がることがあり、それゆえツール３００から取り外されたときに概して三角形の断面形状を有しない場合がある。図２は、ツール表面３０２に適用された複合レイアップ４００を示す。複合レイアップ４００をレイアップする前に、任意の剥離ライナーをツール表面３０２に適用することができる。エッジブリーザ１２２ストリップを複合レイアップ４００の周縁４０４の周囲のツール表面３０２に適用することができる。それに加えて、シールテープ１２０又は他のシール機構は、バギングフィルム１０４及びチューブバック２００をツール３００に対してシールするために使用することができる。

本明細書に開示されるバギングシステム１００は、限定されることなく、一又は複数の複合プライ４０２を備える複合レイアップ４００を含む任意の種類の材料を真空バギングするために実装することができる。複合プライ４０２は、熱可塑性又は熱硬化性の繊維強化マトリクス材料などの繊維強化ポリマーマトリクス材料のプライを含むことができる。繊維強化マトリクス材料は、グラファイト、ガラス、ケブラー、セラミック、金属、及び／又は他の材料で形成される強化繊維を含むことができる。幾つかの実施例では、複合プライ４０２は、予め含漬された繊維強化ポリマーマトリクス材料（すなわち、プリプレグ）のプライであることができる。複合プライ４０２は、織物、一方向テープから構成されてもよく、又はチョップド繊維、短繊維、ランダム繊維、又は任意の他の種類の繊維配向を含むことができる。図示されていないさらなる実施形態では、複合プライ４０２は、限定されないが、樹脂フィルム注入（ＲＦＩ）、真空補助樹脂トランスファ成形（ＶＡＲＴＭ）、並びに任意の他の種類の樹脂注入プロセス又は樹脂引きプロセス（ｒｅｓｉｎ ｄｒａｗ ｐｒｏｃｅｓｓ）を含む、様々な異なる樹脂注入方法のうちの任意の１つの方法を用いて、続いて湿潤樹脂が注入されうる乾燥繊維材料として提供されうる。

図３では、バギングフィルム１０４は、バギングフィルム長１０８を有することができ、複合レイアップ４００の上に位置決めされ、且つ一又は複数のツール表面３０２に対してシールされるように構成されうる。したがって、バギングフィルム長１０８は、内側角部３０４の長さ方向に沿って延在すると説明することができる。チューブバック２００は、両側の対向するチューブ端部２０８及びチューブバック長２０４を有するバック体２０２を含むことができ、内側角部３０４の長さに沿って複合レイアップ４００の上に位置決めされるように構成されうる。チューブバック２００は、チューブ端部２０８のうちの少なくとも１つが複合レイアップ４００の周縁４０４を越えて延在するように、チューブバック長２０４を有することができる。それに加えて、チューブ端部２０８のうちの１つ又はその両方が、チューブバック２００がツール表面３０２に対してシールされる位置を越えて延在することができる。チューブバック長２０４は、少なくとも内側角部３０４と同じくらいの長さであることができる。幾つかの実施例では、チューブバック長２０４は、少なくともバギングフィルム長１０８と同じくらいの長さであることができる。以上で示されるように、両側の対向するチューブ端部２０８をツール３００に対してシールすることができる。

図４では、チューブ端部２０８が周囲の雰囲気及び／又はオートクレーブ圧力１１６に対して開かれているような態様で、ツール３００に対してシールされたバギングシステム１００の端部の断面図が示される。したがって、チューブ端部２０８の各端部は、チューブバック２００の外表面２１０の周囲を延在するチューブ端部周縁２１４を含む。チューブ端部周縁２１４の第１部分２１６は、バギングフィルム１０４に対してシールされることができる。チューブ端部周縁２１４の第２（すなわち残りの）部分は、ツール表面３０２に対してシールされることができる。バギングフィルム１０４は、チューブ端部周縁２１４の第２部分２１８がツール３００に対してシールされたときに、バギングフィルム１０４がチューブ端部周縁２１４の第１部分２１６の斜め線の長さにわたって広がるために十分な幅を有するようにサイズ調整することができ、それにより、バギングフィルム１０４がさらに重なり合ってツール表面３０２に対してシールされることができる。例えば、図４では、チューブバック２００を越えて延在し且つ最上面の水平のツール表面３０２に対してシールされるバギングフィルム１０４の水平脚、及びチューブバック幅２０６の反対側を越えて延在し且つ最も左側の垂直のツール表面３０２に対してシールされるバギングフィルム１０４の垂直脚が示される。有利には、バギングフィルム１０４はプリーツを実質的にもたないことがあり、これにより、真空バックアセンブリ１０２を組み立て且つ実装するために必要とされる複雑性及び時間を著しく減少させることができ、従来の真空バックに対して、バギングシステム１００の堅牢性及びシールの信頼性を増大させることができる。

図５では、チューブ端部２０８、バギングフィルム１０４、ツール３００、及びコンポーネントを共にシールするのに使用することができるシールテープ１２０の分解組立図が示される。一実施形態では、チューブバック２００は、バギングフィルム１０４とは別のコンポーネントとして形成することができ、チューブバック２００が形成された後にバギングフィルム１０４に対してシールすることができる。チューブバック２００は、以上で示されるように閉断面２２０を有することができる。バギングフィルム１０４及び／又はチューブバック２００は、複合レイアップ４００をツール３００に対してシールすることができる、非通気性及び／又は非穿孔性の、ポリマーフィルム或いはポリマーシート又は他の耐久性の高い材料で形成することができる。幾つかの実施例では、バギングフィルム１０４及びチューブバック２００は、同じ材料で形成することができる。バギングフィルム１０４及び／又はチューブバック２００は、ナイロンなどのポリアミドフィルムで形成することができる。しかしながら、バギングフィルム１０４及び／又はチューブバック２００は、カプトン、或いは他の非通気性又は非穿孔性のポリマーフィルム又はポリマーシートで形成することができる。

さらに図５を参照すると、幾つかの実施例では、各チューブ端部２０８のチューブ端部周縁２１４の第１部分２１６は、シールテープ１２０又は他のシール機構を使用してバギングフィルム１０４に対してシールされることができる。さらにチューブ端部周縁２１４の第２（すなわち残りの）部分もシールテープ１２０又は他のシール機構を使用してツール３００に対してシールすることができる。シールテープ１２０は、チューブバック２００及びバギングフィルム１０４をツール表面３０２に取り外し可能に接着し、且つチューブバック２００をバギングフィルム１０４に取り外し可能に接着するための、適合可能な、粘着性でパテ状の材料を含むことができる。したがって、シールテープ１２０は、バギングフィルム１０４とツール表面３０２の間及びチューブバック２００とツール表面３０２の間で気密シールを形成するために使用することができる、概して粘着性のゴム系接着テープを含むことができる。シールテープ１２０は、真空バックアセンブリ１０２が室温で実装される間において、及び複合レイアップ４００の加工（例えば、硬化又は固化）に関連する高温において、概して柔らかくてしなやかな構成で提供されうる。

真空バックアセンブリ１０２をツール３００に対してシールすることは、シールテープ１２０を使用することに限定されず、バギングフィルム１０４及びチューブバック２００をツール表面３０２に対してシールするための任意の種類の機構を含むことができることに留意するべきである。例えば、幾つかの実施形態では、バギングフィルム１０４及び／又はチューブバック２００は、機械的なシール機構（図示せず）、化学作用によるシール工程（図示せず）、又はそれらの組み合わせを使用して、ツール表面３０２に対してシールすることができ、コンポーネントを共にシールするためにシールテープ１２０を使用することに限定されない。幾つかの実施形態では、チューブバック２００は、少なくともチューブ端部周縁２１４の第２部分２１８に沿って、バギングフィルム１０４に熱接着又は熱シールすることができる。

図６では、チューブ端部２０８間のほぼ中間の位置におけるバギングシステム１００の断面図が示される。チューブバック２００は、２分の１インチ以下の小さい半径を有する内側角部３０４上に圧密圧力１１４を提供するようにサイズ調整且つ構成することができる。幾つかの実施例では、チューブバック２００の円形断面を想定した場合、チューブバック２００は６インチ以下の半径を有することができる。しかしながら、チューブバック２００は、チューブバック２００の円形断面を想定した場合、６インチよりも大きい半径を有するように構成することができる。チューブバック２００は、チューブバック２００材料が内側角部３０４の接線３０６のうちの１つ又はその両方を越えて延在することを可能にするチューブバック幅２０６（図４）において設けられることができる。したがって、チューブバック２００はチューブバック幅２０６を有することができ、チューブバック幅２０６は、バギングフィルム１０４を真空引きするときに内側角部３０４の長さに沿って少なくとも１つの位置に対して内側角部３０４の少なくとも１つの接線３０６を越えて延在する。本開示では、チューブバック幅２０６は、複合レイアップ４００に直接面するチューブバック２００材料の組み合わさった幅として説明することができ、図４で示されるように、チューブ端部周縁２１４の第２部分２１８に似たような態様で測定することができる。

図７は、バギングシステム１００の分解断面図であり、バギングフィルム１０４をツール３００に対してシールするためにツール表面３０２に適用されたシールテープ１２０を示す。さらに複合レイアップ４００の周縁に沿って位置決めされうるエッジブリーザ１２２ストリップが示される。それに加えて、バギングシステム１００は、真空バックから真空ポート１１０へ空気及び揮発性物質を逃す経路を維持するために、繊維材料で形成し且つ複合レイアップ４００の上に適用することができる表面ブリーザ１２４層を含むことができる。フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）などの多孔性（例えば穿孔性）又は非多孔性の材料で形成される剥離フィルム１１８は、加熱及び／又は硬化の間の複合レイアップ４００からの樹脂ブリードのために、複合レイアップ４００と表面ブリーザ１２４の間に挟まれることがある。エッジブリーザ１２２、表面ブリーザ１２４、及び剥離フィルム１１８に加えて、樹脂ブリードの制御又は他の目的などのために、追加の層が含まれうる。

図７を参照すると、チューブバック２００は、チューブ端部２０８間の位置においてバギングフィルム１０４に取り付けられないことがある。したがって、チューブバック２００は、チューブ端部２０８間の位置において横方向（例えば、チューブバック長２０４に対して非平行方向）の動きに概して拘束されないことがあり、それによりチューブバック２００が均一な圧密圧力を内側角部３０４の幅にわたって及び複合レイアップ４００の他の部分に沿って適用することが可能になりうる。チューブバック２００をツール３００及びチューブ端部２０８におけるバギングフィルム１０４に取り付け、チューブバック２００の概して拘束されない横方向の動きを可能にすることによって、チューブバック２００が圧密圧力を内側角部３０４内の複合レイアップ４００に自在に適用できるように、チューブバック２００は、バギングフィルム１０４に対して及び／又は複合レイアップ４００／表面ブリーザ１２４／剥離フィルム１１８に対して、横方向に自在に滑動することができる。

図面では、チューブバック２００がチューブ端部２０８間の位置でバギングフィルム１０４に取り付けられていないことが示されているが、幾つかの実施形態（図示せず）では、チューブバック２００をチューブ端部２０８間の一又は複数の位置でバギングフィルム１０４に取り付けることができる。チューブバック２００をチューブ端部２０８間の位置でバギングフィルム１０４に取り付けることにより、チューブバック２００の横位置を安定化させる手段が提供され、真空圧１１２及び／又はオートクレーブ圧力１１６が適用されるとき、チューブバック２００は内側角部３０４の上に留まることができる。例えば、チューブバック２００は、接着剤或いは他の化学的又は機械的な取り付け手段を使用して、バギングフィルム１０４に局所的に取り付けることができる。チューブバック２００は、チューブ端部２０８間で接着継ぎ目（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｓｅａｍ）（図示せず）を使用してバギングフィルム１０４に取り付けることができ、又は、チューブバック２００は、チューブ端部２０８間で、断続的位置（図示せず）においてバギングフィルム１０４に取り付けることができる。チューブバック２００は、１つのチューブ端部２０８から反対側のチューブ端部２０８まで、概して実質的に連続的で中空であるように又は開かれているように示されるが、チューブバック２００は、チューブバック２００の内部の幅にわたって少なくとも部分的に延在することができ、且つチューブバック内部の長さ２０４をセクションに区切る（図示せず）ことができる一又は複数の中間ウェブ、リブ、ストリップ、又は他の材料を有することができる。

図８では、複合レイアップ４００を真空バギングする方法５００に含まれうる一又は複数の工程が示される。本明細書で開示されているように、真空バギングプロセスは、真空バックアセンブリ１０２を使用して実装することができ、真空バックアセンブリ１０２は、バギングフィルム１０４の下に位置決めされ、且つツール３００上の複合レイアップ４００の内側角部３０４の上に適用されるチューブバック２００を含むことができる。真空バギングプロセスは、複合レイアップ４００を最終的な複合部品４０６へとデバルキング、圧密化、及び／又は硬化するために実装されうる。

図９を見ると、ツール３００は、一又は複数の内側角部３０４を含むことができる。以上で示されるように、内側角部３０４は、様々な異なるサイズ及び形状のうちの任意の１つを有することができ、図面で示されるように、単一半径の内側角部３０４に限定されない。方法５００は、溶剤ワイピングなどによりツール表面３０２の汚染物質を洗浄することによって、複合レイアップ４００のためにツール３００を準備させることを含むことができる。剥離剤又は剥離フィルム（図示せず）は、硬化された複合部品の除去作業を促進するためにツール表面３０２に適用することができる。

図１０を見ると、方法５００のステップ５０２は、複合レイアップ４００をツール３００上にレイアップし、複合レイアップ４００がツール３００の内側角部３０４又は凹状特徴にわたって少なくとも部分的に延在することを含むことができる。以上で示されるように、複合レイアップ４００は、繊維強化ポリマーマトリクス材料で形成することができる。一実施形態では、複合プライ４０２は、続いて湿潤樹脂を注入し硬化することができる乾いた繊維製の布で形成することができるにも関わらず、熱硬化性又は熱可塑性のプリプレグプライを含むことができる。この方法は、所望の繊維配向角を有する所望のプライスタック配列でプライ４０２をレイアップすることを含むことができる。

図１１では、方法５００のステップ５０４は、シールテープ１２０をツール表面３０２に適用することを含むことができる。例えば、シールテープ１２０は、バギングフィルム１０４及びチューブバック２００がツール表面３０２に対してシールされうる位置においてツール表面３０２に適用することができる。シールテープ１２０は、複合レイアップ４００の周縁４０４の周囲に適用することができる。以上で示されるように、シールテープ１２０は、概して粘着性であり、且つツール表面３０２とバギングフィルム１０４の間及びチューブバック２００に対して気密シールを形成するために使用することができるゴム系接着テープとして提供されうる。

図１２を見ると、幾つかの実施例では、方法５００は、エッジブリーザ１２２ストリップを複合レイアップ４００に沿って適用することを含むことができる。エッジブリーザ１２２ストリップは、シールテープ１２０と複合レイアップ４００の周縁４０４の間に位置決めすることができる。図１３には示されないが、方法５００は、上述のように、表面ブリーザ１２４（図７）を剥離フィルム１１８の上に適用することに続き、剥離フィルム１１８（図７）を複合レイアップ４００の上に適用することを含むことができる。

図１３を見ると、方法５００のステップ５０６は、表面ブリーザ１２４及び／又は剥離フィルム１１８の下に位置決めすることができる複合レイアップ４００の上にチューブバック２００を適用することを含むことができる。チューブバック２００は、内側角部３０４の長さに沿って実質的に連続的に延在するチューブバック長２０４において設けられることができる。幾つかの実施例では、チューブバック２００は、両側の対向するチューブ端部２０８の各端部が複合レイアップ４００の周縁４０４を越えて延在するように、チューブバック長２０４において設けられることができる。この方法は、チューブバック幅２０６においてチューブバック２００を設けることをさらに含むことができ、それにより、真空圧及び／又はオートクレーブ圧力が適用されたとき、図１８で示され且つ以下で説明されるように、チューブバック２００がツール表面３０２の内側角部３０４の少なくとも１つの接線３０６（図１８）を越えて延在する。以上で示されるように、チューブバック２００は、バッキングフィルムとは別のコンポーネントとして形成することができ、チューブバック２００が畳まれていないときに、中空の閉断面２２０を有することができる。

図１３及び図１４を見ると、方法５００のステップ５０８は、チューブ端部周縁２１４の一部（例えば第１部分２１６）をツール表面３０２に対してシールすることによって、チューブ端部２０８の各端部をツール表面３０２に対してシールすることを含むことができる。例えば、図４及び図５に関連して以上で説明されたように、チューブ端部周縁２１４の外表面２１０をあらかじめツール３００上に実装されたシールテープ１２０に適用することによって、チューブ端部２０８の各端部をツール表面３０２に対してシールすることができる。しかしながら、この方法は、他の手段によって、チューブ端部２０８をツール３００に対してシールすることを含むことができ、シールテープ１２０を使用してチューブ端部２０８をツール３００に対してシールすることに限定されない。例えば、チューブ端部２０８は、機械的なシール機構（図示せず）又は他のシール手段を使用して、ツール３００に対してシールされることができると考えられる。チューブ端部２０８間のチューブバック２００は、バギングフィルム１０４に取り付けられないことがあり、及び／又は真空バックアセンブリ１０２の任意の他の部分に取り付けられないことがある。他の実施形態では、チューブバック２００は、チューブ端部２０８間の一又は複数の位置でバギングフィルム１０４に断続的に取り付けられることができる。

図１４を見ると、方法５００は、チューブ端部２０８の各端部でチューブ端部周縁２１４に沿ってシールテープ１２０のストリップを適用することをさらに含むことができる。シールテープ１２０は、チューブ端部２０８の各端部上のバギングフィルム１０４の外表面２１０に適用することができる。図１４で示されるように、シールテープ１２０は、チューブバック幅２０６の両側上のツール表面上に実装されるシールテープ１２０のストリップ間に連続を設けるように適用することができる。したがって、シールテープ１２０は、好ましくはシールテープ１２０にギャップがない状態でチューブバック幅２０６の両端の各々に連続シールを提供するように適用される。図示されていない代替的な実施形態では、チューブバック２００は、チューブ端部周縁２１４の第２部分２１８をバギングフィルム１０４に熱シールすることによって、バギングフィルム１０４に対してさらにシールすることができる。他の実施形態では、チューブバック２００は、様々な他のシール方法のうちの任意の１つを使用することによって、バギングフィルム１０４に接着結合することができるか、又はバギングフィルム１０４に対してシールすることができる。図面では、チューブバック２００がバギングフィルム１０４に対してシールされる前にチューブバック２００がツール表面３０２に対してシールされることが示されているが、幾つかの実施形態では、このシーケンスを逆にすることができ、チューブバック２００がツール３００に対してシールされる前にチューブバック２００がバギングフィルム１０４に対してシールされることができる。

図１５を見ると、方法５００のステップ５１０は、バギングフィルム１０４を、複合レイアップ４００の上に及びチューブバック２００の上に適用することを含むことができる。バギングフィルム１０４は、チューブバック長２０４に実質的に類似しうるバギングフィルム長１０８において設けられることができる。しかしながら、バギングフィルム長１０８は、バギングフィルム１０４がチューブバック２００に対してシールされる位置を越えて延在することができる。それに加えて、バギングフィルム１０４幅は、好ましくは、複合レイアップ４００に面するバギングフィルム１０４の領域に皺がない状態でバギングフィルム１０４が複合レイアップ４００を実質的に覆う状態である。

図１６を見ると、方法５００のステップ５１２は、バギングフィルム１０４をツール表面３０２に対して及びチューブ端部２０８の各端部に対してシールすることを含むことができる。バギングフィルム１０４は、ツール表面３０２上のシールテープ１２０に適用することができ、且つバギングフィルム１０４とツール表面３０２の間に気密シールが提供されるように固定することができる。それに加えて、図１４で示されるように、チューブ端部２０８の各端部において、バギングフィルム１０４は、チューブバック２００に適用されるシールテープ１２０ストリップに対してシールされることができる。したがって、バギングフィルム１０４は、チューブ端部周縁２１４の第２部分２１８（例えば残りの部分）に沿ってチューブバック２００に対してシールされることができ、それにより、チューブ端部２０８の各端部は、雰囲気及び／又はオートクレーブ圧力１１６に対して開かれる。

図１７では、内側角部３０４領域で複合レイアップ４００を概して覆い、且つツール３００の平面部分上で複合レイアップをさらに覆う中空チューブバック２００を示すバギングシステム１００の断面図が示される。チューブバック２００は、好ましくはチューブバック幅２０６内に設けられ、その結果、真空バックアセンブリ１０２の真空圧１１２を引く前に、チューブバック２００が内側角部３０４の接線３０６の各々を越えて延在することとなる。有利には、チューブバック２００は、チューブ端部２０８間の位置において、複合レイアップ４００に対する及びバギングフィルム１０４に対する横方向の動き又は滑動に対して概して拘束されないことがある。

図１８では、方法５００のステップ５１４は、バギングフィルム１０４の真空を引くこと及び複合レイアップ４００に面するチューブバック２００の部分の真空を引くことを含むことができる。真空ポート１１０は、真空バックアセンブリ１０２の真空を引くために起動されうる真空源（図示せず）に連結されることができる。真空を引くことは、圧密圧力１１４をチューブバック２００と内側角部３０４の間に挟まれている複合レイアップ４００上に適用する結果となりうる。それに加えて、圧密圧力１１４は、チューブバック２００によって覆われず、バギングフィルム１０４によって覆われている複合レイアップ４００の一部にさらに適用されることができる。

方法５００のステップ５１６は、真空を引く間などに、オートクレーブ圧力１１６をバギングフィルム１０４に適用することを含むことができる。チューブバック２００の内部が開かれているため、オートクレーブ圧力１１６は、複合レイアップ４００に面するチューブバック２００内表面２１２に適用されることができる。有利には、チューブバック２００が複合レイアップ４００に対して横方向に自在に移動又は滑動する能力は、チューブバック２００が、内側角部へ延在し、且つ圧密圧力１１４を真空及び／又はオートクレーブ圧力１１６の下の複合レイアップ４００の内側角部３０４上に適用することを可能にする。このような態様では、チューブバック２００は、複合レイアップ４００の内側角部３０４におけるブリッジング及び樹脂リッチ且つ許容範囲外の厚みを防止、減少、又は除外することができる。

方法５００のステップ５１８は、熱を適用することによって、複合レイアップ４００を硬化することを含むことができる。圧密圧力１１４を複合レイアップ４００に適用する間に、熱を適用することができる。複合レイアップ４００の温度を複合プライ４０２の（例えば熱硬化性樹脂のための）硬化温度及び／又は（例えば熱硬化性樹脂のための）ガラス転移温度に上昇させるために、熱を適用することができる。しかしながら、上述のように、真空バックアセンブリ１０２は、樹脂を硬化及び／又は固化するために圧密圧力１１４及び熱が適用された後に、樹脂が乾燥繊維材料のプライから形成される複合レイアップ４００に注入又は引き込まれうる湿式レイアップ処理にさらに使用することができる。

本発明のさらなる修正及び改良は、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に記載され且つ示される部分の特定の組み合わせは、本開示のある特定の実施形態を表すことを意図するのみであり、本開示の精神及び範囲内にある代替的な実施形態又は装置を限定するものではない。さらに、本開示は下記の条項に従う実施形態を含む。

条項１
真空バックアセンブリであって、
バギングフィルム長を有し、複合レイアップの上に位置決めされ、且つ内側角部を有するツール表面に対してシールされるように構成されるバギングフィルムと、
両側の対向するチューブ端部及びチューブバック長を有し、前記内側角部の長さに沿って前記複合レイアップの上に位置決めされるように構成されるチューブバックと、を備え、
前記チューブ端部の各端部が雰囲気に対して開放可能であるように、前記チューブ端部の各端部は、チューブ端部周縁の第１部分に沿って前記ツール表面に対してシールされ、且つ前記チューブ端部周縁の第２部分に沿って前記バギングフィルムに対してシールされるように構成される、真空バックアセンブリ。

条項２
前記チューブバックが、前記チューブ端部間の位置において前記バギングフィルムに取り付けられていない、
条項１に記載の真空バックアセンブリ。

条項３
前記チューブバックが、前記バギングフィルムとは別のコンポーネントとして形成される、
条項１に記載の真空バックアセンブリ。

条項４
前記チューブバックが、シールテープを用いて前記バギングフィルムに対してシールされる、
条項１に記載の真空バックアセンブリ。

条項５
前記チューブバックがチューブバック幅を有し、前記バギングフィルムが前記ツール表面に対してシールされるときに真空引きされるとき、前記チューブバック幅が、前記内側角部の長さに沿った少なくとも１つの位置に対して、前記内側角部の少なくとも１つの接線を越えて延在する、
条項１に記載の真空バックアセンブリ。

条項６
前記チューブ端部の少なくとも１つが、前記複合レイアップの周縁を越えて延在する、
条項１に記載の真空バックアセンブリ。

条項７
前記バギングフィルム及び前記チューブバックが同じ材料で形成される、
条項１に記載の真空バックアセンブリ。

条項８
前記バギングフィルム及び前記チューブバックがポリアミドフィルムで形成される、
条項１に記載の真空バックアセンブリ。

条項９
前記複合レイアップを覆う表面ブリーザをさらに備え、
前記チューブバック及び前記バギングフィルムは、前記表面ブリーザの上に適用される、条項１に記載の真空バックアセンブリ。

条項１０
前記バギングフィルムに真空ポートが据え付けられる、
条項１に記載の真空バックアセンブリ。

条項１１
複合レイアップを真空バギングするためのバギングシステムであって、
ツール表面及び内側角部を有するツールと、
真空バックアセンブリであって、
バギングフィルム長を有し、複合レイアップの上に位置決めされ、且つ前記ツール表面に対してシールされるように構成されるバギングフィルム、及び
両側の対向するチューブ端部及びチューブバック長を有し、前記内側角部の長さに沿って前記複合レイアップの上に位置決めされるように構成されるチューブバック、を備え、
前記チューブ端部の各端部が雰囲気に対して開放可能であるように、前記チューブ端部の各端部は、チューブ端部周縁の第１部分に沿って前記ツール表面に対してシールされ、且つ前記チューブ端部周縁の第２部分に沿って前記バギングフィルムに対してシールされる、真空バックアセンブリと
を備えるバギングシステム。

条項１２
複合レイアップを真空バギングする方法であって、
内側角部の長さに沿って複合レイアップの上にチューブバックを適用することと、
チューブ端部周縁の第１部分をツール表面に対してシールすることによって、両側の対向するチューブ端部の各端部を前記ツール表面に対してシールすることと、
バギングフィルムを前記複合レイアップの上及び前記チューブバックの上に適用することと、
前記チューブ端部の各端部が雰囲気に対して開かれるように、前記バギングフィルムを前記ツール表面及び前記チューブ端部周縁の第２部分に沿った前記チューブ端部の各端部に対してシールすることと、
を含む方法。

条項１３
前記バギングフィルムと、前記複合レイアップに面する前記チューブバックの一部と、を真空引きすることと、
前記チューブバックと前記内側角部の間に挟まれている前記複合レイアップ上に圧密圧力を適用することと
をさらに含む、条項１２に記載の方法。

条項１４
前記バギングフィルムに対して、及び前記複合レイアップに面する一部に沿った前記チューブバックの内表面に対して、オートクレーブ圧力を適用すること
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。

条項１５
前記チューブバックを前記ツール表面に対してシールするステップは、前記チューブバックを前記バギングフィルムに対してシールする前に実行される、
条項１２に記載の方法。

条項１６
前記チューブバックを前記ツール表面に対してシールする前記ステップが、
シールテープを前記ツール表面に適用することと、
前記チューブ端部周縁の外表面を前記シールテープに適用することと
を含む、条項１２に記載の方法。

条項１７
真空引きされたとき、前記チューブバックが前記ツール表面の前記内側角部の少なくとも１つの接線を越えて延在するように、前記チューブバックをチューブバック幅内に設けること
をさらに含む、条項１２に記載の方法。

条項１８
前記複合レイアップを形成するために繊維強化ポリマーマトリクス材料の一又は複数のプライをレイアップすること
をさらに含む、条項１２に記載の方法。

条項１９
前記複合レイアップをレイアップするステップが、予め含漬された繊維強化ポリマーマトリクス材料のプライをレイアップすることを含む、条項１８に記載の方法。

条項２０
条項１２に記載の方法によって形成される複合パーツ。

１００ 真空バギングシステム
１０２ 真空バックアセンブリ
１０４ バギングフィルム
１０６ バギングフィルム周縁
１０８ バギングフィルム長
１１０ 真空ポート
１１２ 真空圧
１１４ 圧密圧力
１１６ オートクレーブ圧力
１１８ 剥離フィルム
１２０ シールテープ
１２２ エッジブリーザ
１２４ 表面ブリーザ
２００ 中空チューブバック
２０２ バック体
２０４ チューブバック長
２０６ チューブバック幅
２０８ チューブ端部
２１０ 外表面
２１２ 内表面
２１４ チューブ端部周縁
２１６ 第１部分
２１８ 第２部分
２２０ 閉断面
３００ ツール
３０２ ツール表面
３０４ 内側角部
３０６ 接線
４００ 複合レイアップ
４０２ 複合プライ
４０４ 周縁
４０６ 最終的な複合部品

Claims (14)

1. 真空バックアセンブリであって、
   バギングフィルム長を有し、複合レイアップの上に位置決めされ、且つ内側角部を有するツール表面に対してシールされるように構成されるバギングフィルムと、
   両側の対向するチューブ端部及びチューブバック長を有し、前記内側角部の長さに沿って前記バギングフィルムと前記複合レイアップの一部との間に位置決めされるように構成されるチューブバックと、を備え、
   前記チューブ端部の各端部が雰囲気に対して開放可能であるように、前記チューブ端部の各端部は、チューブ端部周縁の第１部分に沿って前記ツール表面に対してシールされ、且つ前記チューブ端部周縁の第２部分に沿って前記バギングフィルムに対してシールされるように構成される、前記チューブ端部の各端部と
   を備える真空バックアセンブリ。
2. 前記チューブバックが、前記チューブ端部間の位置において前記バギングフィルムに取り付けられていない、
   請求項１に記載の真空バックアセンブリ。
3. 前記チューブバックが、前記バギングフィルムとは別のコンポーネントとして形成される、
   請求項１に記載の真空バックアセンブリ。
4. 前記チューブバックが、シールテープを用いて前記バギングフィルムに対してシールされる、
   請求項１に記載の真空バックアセンブリ。
5. 前記チューブバックがチューブバック幅を有し、前記バギングフィルムが前記ツール表面に対してシールされるときに真空引きされるとき、前記チューブバック幅が、前記内側角部の長さに沿った少なくとも１つの位置に対して、前記内側角部の少なくとも１つの接線を越えて延在する、
   請求項１に記載の真空バックアセンブリ。
6. 前記チューブ端部の少なくとも１つが、前記複合レイアップの周縁を越えて延在する、
   請求項１に記載の真空バックアセンブリ。
7. 前記バギングフィルム及び前記チューブバックが同じ材料で形成される、
   請求項１に記載の真空バックアセンブリ。
8. 前記複合レイアップを覆う表面ブリーザをさらに備え、
   前記チューブバック及び前記バギングフィルムは、前記表面ブリーザの上に適用される、
   請求項１に記載の真空バックアセンブリ。
9. 前記バギングフィルムに真空ポートが据え付けられる、
   請求項１に記載の真空バックアセンブリ。
10. 複合レイアップを真空バギングする方法であって、
    内側角部の長さに沿って複合レイアップの上にチューブバックを適用するステップと、
    チューブ端部周縁の第１部分をツール表面に対してシールすることによって、両側の対向するチューブ端部の各端部を前記ツール表面に対してシールするステップと、
    バギングフィルムを前記複合レイアップの上及び前記チューブバックの上に適用するステップと、
    前記チューブ端部の各端部が雰囲気に対して開かれているように、前記バギングフィルムを前記ツール表面及び前記チューブ端部周縁の第２部分に沿った前記チューブ端部の各端部に対してシールするステップと、
    前記バギングフィルムと、前記複合レイアップに面する前記チューブバックの一部と、を真空引きするステップと、
    前記チューブバックと前記内側角部の間に挟まれている前記複合レイアップ上に圧密圧力を適用するステップと
    を含む方法。
11. 前記バギングフィルムに対して、及び前記複合レイアップに面する一部に沿った前記チューブバックの内表面に対して、オートクレーブ圧力を適用するステップ
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記チューブバックを前記ツール表面に対してシールするステップは、前記チューブバックを前記バギングフィルムに対してシールする前に実行される、
    請求項１０に記載の方法。
13. 前記チューブバックを前記ツール表面に対してシールする前記ステップが、
    シールテープを前記ツール表面に適用することと、
    前記チューブ端部周縁の外表面を前記シールテープに適用することと
    を含む、請求項１０に記載の方法。
14. 真空引きされたとき、前記チューブバックが前記ツール表面の前記内側角部の少なくとも１つの接線を越えて延在するように、前記チューブバックをチューブバック幅内に設けるステップ
    をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

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