JP6602792B2

JP6602792B2 - バインダー活性化のための光を用いる加熱デバイスおよびプレフォームデバイスにおけるその一体化

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Publication number: JP6602792B2
Application number: JP2016571204A
Authority: JP
Inventors: コキエル，マキシム; レーム，ヴォルフガング; トレーガー，ミヒャエル
Original assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2014-06-06
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2035-06-01
Also published as: US20170144333A1; CA2946780A1; EP2952948A1; EP2952948B1; WO2015185203A2; CN106414016B; JP2017526552A; CN106414016A; US10759094B2; WO2015185203A3

Description

本発明は、繊維基材上のバインダー材料を活性化するためのバインダー材料活性化デバイス、および、このバインダー材料活性化デバイスを用い、基材に繊維基材を取り付けるためのプレフォームデバイスに関する。

独国特許出願公開第１０２００７０１２６０８号明細書および独国特許出願公開第１０２００８０１２２５５号明細書には、荷重経路に並んだコンポジット構造のためのプレフォームを製造するためのデバイスが記載されている。独国特許出願公開第１０２００７０１２６０７号明細書および国際公開２００９／１１５５９８号明細書は、このプレフォーム製造デバイスの個々の要素、特に、繊維片の繊維を広げるためのスプレッダと、繊維束を切断して個々の片にするための切断デバイスと、を記載している。

これらのデバイスにおいて、小繊維片にバインダー材料が設けられ、次いで、これがプレフォーム基材に移動（transfer）させられる。移動前、移動中またはプレフォーム基材の上に置かれた後に、例えば繊維片をプレフォーム基材に移動させるレイングヘッド（laying head）中の抵抗加熱器によって、バインダー材料が活性化させられる。このようなレイングヘッドは、例えば、独国特許出願公開第１０２００７０１２６０９号明細書に記載されている。

レイングヘッド中の抵抗加熱器によって発生する熱を個々の片に伝達するためには、ヘッドと片との接触が必要である。これには、レイングヘッド表面にバインダー材料を残留させることなく、活性化されたバインダー材料を有する片を置くことが可能なレイングヘッドを提供することが必要となる。

上述の抵抗加熱器の代替例は、例えば、結合対象の基材表面に直接的に熱を導入する加熱デバイスとしてのレーザー配置であってもよい。残念ながら、レーザー配置は比較的高価であり、特に、集束性光源としてのレーザー光線が使用者の目に影響を与える場合、救助や安全性の問題を伴う可能性がある。したがって、レーザー配置は、可能性のある代替物ではあるが、非常に複雑なものになり得るという欠点がある。

したがって、本発明の目的は、概して、繊維片または繊維基材上のバインダー材料を活性化させるための更なる加熱代替手段を提供することである。

この目的は、独立請求項の特徴の組み合わせを有するバインダー材料活性化デバイスおよびプレフォームデバイスによって達成される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項の発明特定事項である。

「バインダー材料」という語により、熱の導入によって任意の形態で活性化することができる全ての材料が包含される。例えば、熱を導入すると溶融する熱可塑性材料を使用し、繊維基材の繊維を一緒に結合することが可能である。さらに、加熱エネルギーの影響を受けると硬化してマトリクスになる、熱硬化性樹脂を使用することも可能である。バインダー材料は、固体材料または液体材料であってもよく、膜、粉末またはベールの形態で繊維基材に付けることができる。バインダー材料は、繊維基材の表面の上部に単一の層を形成してもよく、または、バインダー材料は、繊維に含浸されるマトリクスの様式で繊維基材中のそれぞれの単一の繊維を取り囲んでもよい。

「繊維基材」という用語により、繊維を含む全ての基材、例えば、それぞれの繊維をストランド（strand）、繊維のストランドを開いた繊維、繊維片、さらに、縫製すること（stitching）、組むこと（braiding）、編むこと（knitting）または織ること（weaving）によって作られる生地であると理解されるべきである。

繊維基材上のバインダー材料を活性化させるバインダー材料活性化デバイスは、バインダー材料を有する繊維基材を加熱する加熱デバイス（heat exposing device）を備える。加熱デバイスは、非集束性光線を与える非集束性光源と、さらに、加熱される繊維基材と光源との間に配置される、非集束性光線を基材で集束させるための光学デバイスと、を有する。

したがって、レーザー配置を用いる代わりに、比較的安価に購入され、救助や安全性の問題を伴わない拡散性光源を使用することが提案され、拡散性光源から発せられる拡散性光線を繊維基材に集束させ、および／または、基材に光線を均一に当てることが提案される。光線のエネルギーは、繊維基材の表面に集束され、バインダー材料を活性化する。これに代えて、または、これに加えて、光線は、繊維材料の表面に均一に当てられ、繊維を均一に結合して、安定性を向上することができる。どちらの場合にも、バンドルのエネルギーは、バインダー材料を活性化させる上で十分に高い。

好ましい実施形態において、非集束性光源は、ＬＥＤである。ＬＥＤは、比較的安価であり、好ましくいことに取り扱いが容易である。さらに、ＬＥＤは、好ましいことに、他の非集束性光源と比較して、効率因子が高い。さらに、ＬＥＤは、有利なことに、異なる波長（すなわち色の発光）を有するものを購入することができる。

好ましい実施形態において、光源は、非可視光スペクトル中に存在する発光波長を含む。したがって、有利なことに、可視光スペクトル中の光粒子に起因する安全性の問題に関する規定を取り決めなくてもよい。

特に、光源は、この光線によって活性化されるバインダー材料または繊維基材の吸収領域に対応する発光波長を含む。これに代えて、または、これに加えて、光源の発光波長は、繊維基材の中の少なくとも１つの繊維をバインダー材料の溶融／活性化温度まで加熱するのに必要な加熱エネルギーに対応する。

さらに好ましい実施形態において、加熱デバイスは、少なくとも１つの空間的な方向に移動可能である。これに代えて、または、これに加えて、加熱デバイスは、光線に垂直な少なくとも１つの軸を中心に回転可能である。このような配置を用いると、加熱デバイスの光線を、有利なことに、繊維基材の特有の所定の領域に向かわせることができ、そのため、好ましくは、繊維基材上のバインダー材料の選択的な活性化が可能である。

好ましい実施形態において、光学デバイスは、非集束性光線をコリメートするためのコリメートレンズを有しており、さらに、コリメート光線を繊維基材に集束させるための集束レンズを備えている。このような配置を用いると、光源から発せられる光線により繊維基材の表面で生じさせることができるエネルギーを、好ましくは最大化することができる。

好ましい実施形態において、集束レンズは、移動可能であり、特に、光線に垂直な少なくとも１つの軸を中心に回転可能である。したがって、有利なことに、全体的な加熱デバイスの代わりに集束レンズのみを移動することによって、繊維基材の表面を光線でスキャンすることが可能である。

好ましい実施形態において、バインダー材料活性化デバイスは、光源の発光強度および／または発光波長を制御する制御デバイスを備えている。これに加え、または、これに代えて、制御デバイスは、全体的な加熱デバイスまたは光学デバイスの位置および／または向きを制御することもできる。したがって、制御デバイスは、好ましくは、コリメートレンズおよび集束レンズの機能を制御することもできる。

好ましい実施形態において、バインダー材料活性化デバイスは、複数の並置された加熱デバイスを備えている。この配置を用いることで、好ましくは、単一の加熱デバイスを用いるように、繊維基材のより大きな表面に光線を当てることができる。

これに代えて、またはこれに加えて、バインダー材料活性化デバイスが、複数の光源を有する少なくとも１つの加熱デバイスを備え、単一のコリメートレンズが、複数の光源にわたって広がることも可能である。このような配置によって、単一のコリメートレンズは、好ましい実施形態において、さらにコリメートレンズと同じ幅で延びる単一の集束レンズは、有利なことに、複数の並置された光源の光線を捕捉し、個々の光線をコリメート化し、１つの大きなコリメート光線として、次いで繊維基材の大きな表面に集束される。

好ましい実施形態において、複数の光源または複数の並置された加熱デバイスのそれぞれの光源が、異なる波長および／または異なる強度の光線を発することが可能である。例えば、異なる吸収スペクトルを有する材料を含む繊維基材が用いられる場合、材料の１つのみから吸収され、この特定の材料のみを活性化するように光源の波長を選択することができる。

プレフォーム基材に繊維基材を取り付けるためのプレフォームデバイスは、プレフォーム基材の上に繊維基材を置くためのレイングデバイス（laying device）と、さらに、上述のバインダー材料活性化デバイスと、を備える。

さらに好ましい実施形態において、プレフォームデバイスは、さらに、特にバインダー材料活性化デバイスによってバインダー材料を活性化させる前に、繊維基材上にバインダー材料を置くためのバインダー材料設置デバイス（binder material deposition device）を備えている。

ある好ましい実施形態において、レイングデバイスは、プレフォーム基材の外側に位置する第１の位置から、プレフォーム基材の表面にある第２の位置へと繊維基材を移動するためのレイングヘッドを有し、バインダー材料活性化デバイスは、第１の位置に、または第１の位置の周囲に配置される。このような配置を用いることで、バインダー材料を、例えば、レイングデバイスによって拾い上げられる前に、またはレイングデバイスによって第１の位置から第２の位置へと移動する間に活性化することができる。

または、バインダー材料活性化デバイスは、繊維材料がプレフォーム基材の上に置かれた時にバインダー材料を活性化するために、第２の位置に、または第２の位置の周囲に配置されてもよい。

さらに好ましい実施形態において、プレフォームデバイスのバインダー材料活性化デバイスは、繊維基材がプレフォーム基材と接触するまさにその瞬間に、繊維基材に集束光線を当てるように配置されてもよい。

例えば、好ましい実施形態において、レイングデバイスは、繊維基材のシートをプレフォーム基材に連続的に押圧するためのローラを有し、バインダー材料活性化デバイスは、繊維基材および／またはプレフォーム基材の接触点で、繊維基材および／またはプレフォーム基材に、集束した光線を当てるように配置される。

例えば、バインダー材料活性化デバイスは、回転方向において接触点の背後に配置され、ローラとプレフォーム基材との間の繊維基材が供給される領域に当たるように光線を発する。

これに代えて、または、これに加えて、プレフォーム基材は、繊維基材が巻き付けられるマンドレルである。この場合に、マンドレルに巻き付けられる繊維基材の次の層に合わせるために、バインダー材料活性化デバイスが集束した光線を繊維基材に接線方向から当てるように配置されると好都合であろう。

したがって、上述のバインダー材料活性化デバイスをプレフォームデバイスに使用し、繊維基材上のバインダー材料を活性化させてもよい。

さらに、バインダー材料活性化デバイスを使用し、並置されたテープまたはシートの接合領域で例えば溶融によってバインダー材料を活性化し、繊維テープまたは繊維シートを接合してもよい。さらなる代替例において、バインダー材料活性化デバイスを使用し、バインダー材料を溶融させ、シート上にスリットを生成することによって、シートまたは片を数個の繊維テープに分割することもできる。

本発明の実施形態を、以下に示される添付の図面を用いてさらに詳細に記載する。

繊維基材上のバインダー材料を活性化するバインダー材料活性化デバイスを示す図である。軸Ａを中心に回転可能な図１のバインダー材料活性化デバイスを示す図である。軸Ｂを中心に回転可能な集束レンズを有する図１および図２のバインダー材料活性化デバイスを示す図である。異なる波長を有する光線を発する２つの並置された加熱デバイスの１の配置を示す図である。異なる波長を有する光線を発する２つの並置された加熱デバイスの１の配置を示す図である。連続して配置された繊維基材の領域に光線を発する複数の並置された加熱デバイスを示す図である。部分的に起動される図６の加熱デバイスを示す図である。別の加熱デバイスが起動される図６および図７の加熱デバイスを示す図である。複数の並置された光源と１つの大きなコリメートレンズとを有する配置を示す図である。レイングデバイスとしてレイングヘッドを備える第１の実施形態のプレフォームデバイスを示す図である。レイングデバイスとしてローラを有する第２の実施形態のプレフォームデバイスを示す図である。プレフォーム基材としてマンドレルを有する第３の実施形態のプレフォームデバイスを示す図である。バインダー材料設置デバイスを有する図１０、図１１および図１２のプレフォームデバイスの一部を示す図である。バインダー材料活性化デバイスによる２つの繊維テープの接合を示す図である。図１のバインダー材料活性化デバイスによる、大きなテープから２つの細いテープへの分割を示す図である。繊維基材上のバインダー材料を活性化する、さらなる実施形態のバインダー材料活性化デバイスを示す図である。１つのコリメートレンズを有する、さらなる実施形態のバインダー材料活性化デバイスを示す図である。それぞれが１つのコリメートレンズを有する、複数の並置された光源の配置を示す図である。一体化されたコリメートレンズを有する、さらなる実施形態のバインダー材料活性化デバイスを示す図である。それぞれが１つの一体化されたコリメートレンズを有する、複数の並置された光源の配置を示す図である。第１の状態の反射要素を有する、さらなる実施形態のバインダー材料活性化デバイスを示す図である。第２の状態の図２１のバインダー材料活性化デバイスを示す図である。両側から暴露するためのさらなる実施形態のバインダー材料活性化デバイスを示す図である。レンズを有さない更なる実施形態のバインダー材料活性化デバイスを示す図である。図２４のバインダー材料活性化デバイスの変形例を示す図である。図２４のバインダー材料活性化デバイスの更なる変形例を示す図である。

図１は、繊維基材１４（例えば、バインダー材料１８でコーティングされた繊維１６）に光線１２を集束させるバインダー材料活性化デバイス１０を示す。

バインダー材料活性化デバイス１０は、非集束性光源２２と、コリメートレンズ２４と、集束レンズ２６とを有する、加熱デバイス２０を備える。コリメートレンズ２４と集束レンズ２６とが合わさって光学デバイス２８を構成し、光学デバイス２８により、非集束性の光線１２は、まずコリメート化（collimated）され、次いで、繊維基材１４の所定の領域３０に集束される。

図１の光源２２は、ＬＥＤ３２である。

ＬＥＤ３２は、非集束性の光線１２を発し、非集束性の光線１２は、コリメートレンズ２４によってコリメート化される。次いで、コリメート化された光線１２は、集束レンズ２６によって所定の領域３０に集束され、光線１２の集束化によって、繊維基材１４上のバインダー材料１８を活性化するのに十分に高いエネルギー密度が得られる。ＬＥＤ３２は、好ましい実施形態において、バインダー材料１８を活性化するのに必要な活性化エネルギーに対応する波長を有する光線１２を発する。

さらに、バインダー材料活性化デバイス１０は、光源２２および光学デバイス２８、特に集束レンズ２６の機能を制御するための制御デバイス３４を備える。

図２に示されるように、少なくとも１つの空間的な方向、例えば、図２に示されるｘ方向に移動可能なように加熱デバイス２０を配置することができる。加熱デバイス２０を３つの空間的な方向ｘ、ｙおよびｚの全てに移動可能にできれば、１つの加熱デバイス２０でより大きな領域３０に当てることができ、さらに好ましい。

同じ理由で、図２に示されるように、加熱デバイス２０が全体として軸Ａを中心に回転可能であると好都合である。

これに代えて、または、これに加えて、図３に示されるように、集束レンズ２６は、軸Ｂを中心として回転可能であってもよい。

制御デバイス３４は、ＬＥＤ３２の発光強度および発光波長を制御するだけではなく、加熱デバイス２０の位置も空間的な方向ｘ、ｙ、ｚ及び軸Ａ周りに制御し、さらに、集束レンズ２６の位置も軸Ｂ周りに制御するように配置される。

図４は、異なる波長の光線１２を発する２つの並置された加熱デバイス２０を備えるバインダー材料活性化デバイス１０を示す。光線１２は、複数の繊維１６と、繊維１６の上部にあるバインダー材料１８の層３６（典型的にはベールの形態の層である）とを有する繊維基材１４に当たる。第１の加熱デバイス２０ａの光線１２ａは、バインダー材料１８の活性化エネルギーに対応する波長を有し、それゆえバインダー材料１８に吸収される。これとは異なり、第２の加熱デバイス２０ｂの光線１２ｂは、バインダー材料１８を活性化させることなくバインダー材料１８を透過し、繊維１６のいずれかによって吸収される波長を有する。したがって、第２の光線１２ｂは、繊維１６を加熱する。

同様の配置が図５に示され、ここでは、バインダー材料１８は、繊維基材１４の表面の上部の層３６として配置されておらず、マトリクス３８の形態で繊維１６の間に含浸されている。ここでも、第１の加熱デバイス２０ａの光線１２ａは、マトリクス２８に吸収され、一方、第２の加熱デバイス２０ｂの光線１２ｂは、繊維１６に吸収される。

図６は、繊維基材１４の連続した大きな領域３０に光線１２を当てるために、全てが光線１２を発する複数の並置された加熱デバイス２０を備えるバインダー材料活性化デバイス１０を示す。

図７において、図６に示される大きな領域３０の中央部分のみが光線１２にさらされるように、図６の最も外側にある２つの加熱デバイス２０は、停止されている。したがって、領域３０の所定の部分のみに、光線１２が選択的に当てられる。または、図８に示されるように、複数の加熱デバイス２０のうち、１つの加熱デバイス２０のみ、例えば、最も外側にある１つの加熱デバイス２０のみが起動されてもよい。

図９は、さらに好ましい実施形態のバインダー材料活性化デバイス１０を示す。ここで、複数の光源２２は、並置される位置に配置され、各光源２２が光線１２を発する。単一のコリメートレンズ２４が、全ての光線１２にわたって広がり、個々の光線１２を１つのコリメート化された光線１２へとコリメート化し、次いで、集束レンズ２６によって、繊維基材１４の大きな領域３０に集束される。集束レンズ２６は、コリメートレンズ２４と同じ広がりを持った幅を有する。

個々の光源２２が異なる波長を有する光線１２を発し、個々の光線１２の全てが繊維基材１４の同じ領域３０に当たる場合、繊維基材１４中の異なる材料を同時に活性化させることができ、好都合であろう。

図１０は、第１の実施形態のプレフォームデバイス４０を示し、これを用い、繊維基材１４上のバインダー材料１８を活性化させつつ、繊維基材１４をプレフォーム基材４２に取り付けることができる。図１０のプレフォームデバイス４０は、繊維基材１４を第１の位置４８から第２の位置５０へと移動するためのレイングデバイス４６としてレイングヘッド４４を備えている。図１０の場合、第１の位置４８は、プレフォーム基材４２の外に位置しており、バインダー材料活性化デバイス１０は、この第１の位置４８に配置されている。第２の位置５０は、プレフォーム基材４２に位置している。

図１１に示される第２の実施形態のプレフォームデバイス４０は、プレフォーム基材４２の表面にある繊維基材１４の連続したシート５４を押圧するローラ５２を有する。ローラ５２の背後に傾斜した状態でバインダー材料活性化デバイス１０が配置されることに起因して、集束した光線１２は、ローラ５２による押圧によってシート５４がプレフォーム基材４２と接触する接触点５６で、少なくともシート５４に当たる。

図１２に示される第３の実施形態のプレフォームデバイス４０において、プレフォーム基材４２は、マンドレル５８によって形成され、シート５４として作られる繊維基材１４は、マンドレル５８に巻き付けられる。バインダー材料活性化デバイス１０は、集束した光線１２が、繊維基材１４の２つの続く層の接触点５６で、繊維基材１４に当たるように配置される。好ましくは、バインダー材料活性化デバイス１０は、マンドレル５８に対して接線方向になる様に配置される。

図１３は、バインダー材料活性化デバイス１０を備えるプレフォームデバイス４０のさらなる一部を示し、さらに、バインダー材料設置デバイス６０が提供される。バインダー材料設置デバイス６０によって、バインダー材料が繊維基材１４に設けられ、その後、バインダー材料活性化デバイス１０によって活性化され、活性化されたバインダー材料の層６２が得られる。

バインダー材料活性化デバイス１０のさらなる応用の可能性を図１４および図１５に示す。

第１の可能性として、２個の繊維テープ６４を接続して繊維シート６６にすることが可能である。両繊維テープ６４上のバインダー材料１８が活性化され、そして、例えば２個のテープ６４が接合され全体的な繊維シート６６にすることができるように溶融するため、並べて配置された繊維テープ６４の縁部分に、バインダー材料活性化デバイス１０から光線１２が当てられる。

または、バインダー材料活性化デバイス１０からの光線１２を切断デバイスとして用い、繊維シート６６を２個の繊維テープ６４に分割することもできる。

上述のバインダー材料活性化デバイス１０は、有利には、例えば、構造部品（例えば航空機の構造部品）を製造するための繊維片プレフォームプロセスで使用することができる。

バインダー材料１８は、有利なことには、熱の導入によって活性化されるため、加熱するためのＬＥＤ３２のような集束した光源２２の使用によって、このバインダー材料１８を効率的に活性化することができる。

集束した光源２２は、バインダー材料１８に接触することなく熱移動できるため、あるプロセスに容易に組み込むことができる。さらに、必要とする場所だけに正確にエネルギーを導入することができるため、迅速であり、効率的である。このようなシステムは、レーザーによる解決策よりもかなり安価にすることができ、誘発される安全性の問題が少ない。

特定の強力な光の発光と、レンズの集束機構（すなわち光学デバイス２８）とを組み合わせることで、バインダーを含む基材１４に非常に強力な光を照射することができるため、バインダー材料１８の活性化が可能になる。バインダー材料１８を効果的に活性化するために、全てのシステムを適用させることができる。光を変更し、これにより熱の導入を変更するために、光源２２（出力、波長等に関して）と、レンズシステム２８を通る光イメージとの両方を変えることができるため、必要とする場所にエネルギーを効率よく導入するように調節することができる。

集束させた光線１２を用いるこのような加熱システムの構築は、以下の利点がある。

−比較的安価である。

−非接触であるので、プロセスに組み込むのが容易である。

−柔軟性があり、特定の基材１４に適応可能である。

−健康および安全性の問題がほとんど生じず、問題がないように、非可視スペクトルであってもよい。

−このシステムは、基材１４の一部分だけを加熱するように標的指向性にすることができる。

このような集束させた光のシステムの有利な用途は、繊維製品の複合積層体において、柔軟な様式で熱を導入することである。このシステムは、異なる波長で動かすことができ、基材の構成要素の一部のみに吸収されるように制作することができる。このシステムは、基材１４の異なる幾何領域に目的のものを導入することができるように、いくつかの光源２２で構成されていてもよい。このシステムは、異なる基材１４を加熱することができるように、異なる波長のいくつかの光源２２で構成されていてもよい。このシステムは、小型であり、安全面での保護がほとんど必要なく、他のシステムに容易に組み込むことができ、および／または容易に運ぶことができる。

可能な用途として、熱可塑性材料の熱による活性化（繊維配置、プレフォームの組立て、繊維材料のドレーピング、トウ（tow）の結合、トウのスプリッティング）、熱硬化性樹脂の加熱または硬化および硬化した熱硬化性樹脂の表面の調製がある。

このシステムは、応用可能であり、もっと大きな表面に発光を集束させるように、光源２２を並列に配置してもよい。

このシステムは、モジュール式となり、基材１４の特定の領域のみを暴露するように、並列に配置されてもよい。

基材１４は、数種類の材料で構成されていることがある。それぞれの材料が異なる吸収スペクトルを有すると、光源２２の波長を、材料の１つから主に吸収され、それにより標的のみを加熱するように選択することができる。

例えば、結合した繊維製品において、繊維１６またはバインダー材料１８に熱を導入することができる。さらなる例は、熱硬化性／熱可塑性樹脂を含浸した繊維１６の硬化であり、熱を繊維１６または樹脂に導入することができる。

繊維配置のために、繊維片のプレフォームにおいて、または繊維１６がコアに巻き付けられるとき、手動または自動の繊維積層プロセスのいずれかで、熱による活性化が可能である。また、縫製（stitching）、組物（braiding）、編物（knitting）または織物（weaving）のような他のプロセスも適用可能な用途である。

さらに、バインダーの固定のために、熱による活性化が可能である。含浸させるために、表面に置かれた熱可塑性のバインダー１８（粉末、膜またはベール）を活性化することができる。繊維１６の中の含浸を調節し、最終的に局所的に異なる特性を得るために、バインダーを局所的に活性化させることもできる。

さらなる用途は、テープの接合またはテープの分割のための熱による活性化である。一方向性の繊維製品上のバインダー材料１８を、いくつかのテープ６４をバインダー材料１８によって一緒に固定するために局所的に溶融させることができ、または１つのテープ６６をいくつかのテープに分割するために局所的に溶融させることができる。

図１６は、バインダー材料活性化デバイス１０と同様のバインダー材料活性化デバイス６８を示す。バインダー材料活性化デバイス６８は、繊維基材１４に光線７０を集束する。繊維基材１４は、例えば、バインダー材料１８でコーティングされた繊維１６である。

バインダー材料活性化デバイス６８は、拡散性の光源７４と、コリメートレンズ７６と、集束レンズ７８とを有する加熱デバイス（heat exposing device）７２を備えている。コリメートレンズ７６と集束レンズ７８が合わさって光学デバイス８０を形成する。拡散性の光線７０は、まずコリメート化され、次いで、光学デバイス８０によって、繊維基材１４の所定の領域３０に集束される。

この実施形態において、光源７４は、ＬＥＤ８２である。

平らな、または凸状のコリメートレンズ７６は、光源７４がコリメートレンズ７６の平坦な側の焦点８４に存在するように配置される。次いで、コリメート化された光線７０は、所定の領域３０に集束レンズ７８によって集束され、光線７０の集束によって、バインダー材料１８を活性化する上で十分な大きさのエネルギー密度が得られる。

図１７に示されるように、バインダー材料活性化デバイス８６は、繊維基材１４の所定の領域８８が光線９０に均一に暴露するような構成である。

バインダー材料活性化デバイス８６は、加熱デバイス９２と、光学デバイス９４と、を備えている。

加熱デバイス９２は、拡散性の光源９６を備え、好ましくは、ＬＥＤ９８を含む。

光学デバイス９４は、光線９０をコリメート化し、繊維基材１４の領域８８が光線９０に均一に暴露するような構成である。光学デバイス９４は、コリメートレンズ１００を有する。コリメートレンズ１００は、光源９６に対し、光源９６がコリメートレンズ１００の焦点面にあるように配置される。さらに、コリメートレンズ１００は、半径が小さいため、焦点距離も短い。

光源９６（特には、ＬＥＤ９８）は、拡散性の光線９０を発し、この拡散性の光線９０は、コリメートレンズ１００によってコリメート化される。それによって、繊維基材１４の領域８８が、ほぼ均一に光線に暴露する。

図１８は、複数のバインダー材料活性化デバイス８６の配置を示す。光源９６は、互いに隣接して配置され、それぞれが１つのコリメートレンズ１００を有する。この配置を用いると、領域８８より大きな領域１０２、例えば領域８８より３倍大きな領域を、暴露することができる。

コリメートレンズ１００の半径を小さくし、集束レンズをなくすことができれば、より小型化の目的が可能になり、拡散性に起因する損失も減らすことができる。互いに隣接する数個のバインダー材料活性化デバイス８６（すなわち、数個の光源９６）の配置は、暴露の均一性を高める。

図１９および図２０を参照すると、バインダー材料活性化デバイス１０４は、バインダー材料活性化デバイス８６と同様である。したがって、バインダー材料活性化デバイス８６と比較したバインダー材料活性化デバイス１０４の違いのみを詳細に記載する。バインダー材料活性化デバイス１０４は、光学デバイス１０６を有する加熱デバイス１０５を備えている。光学デバイス１０６は、光源９６（特には、ＬＥＤ９８）によって発せられる光線９０をコリメート化するように構成されている。光学デバイス１０６は、コリメートレンズ１０８を有し、コリメートレンズ１０８は、好ましくは、平凸レンズである。コリメートレンズ１０８は、光源９６と接するように配置される。それによって、コリメートレンズを光源から離して配置する実施形態と比較して、光量をさらに上げることができる。さらに、バインダー材料活性化デバイス１０４は、光源から離して配置される２つまたは１つのレンズを用いる実施形態よりも小型化されている。また、実用上、拡散性に起因する損失がない。

図１８の数個のバインダー材料活性化デバイス８６の配置と同様に、数個のバインダー材料活性化デバイス１０４の配置は、単一のバインダー材料活性化デバイス１０４よりも大きな領域を暴露し、暴露の均一性を高めることができる。

図２１および図２２を参照すると、バインダー材料活性化デバイス１１０は、光源１１２と光学デバイス１１４とを有する加熱デバイス１１１を備えている。バインダー材料活性化デバイス１１０は、バインダー材料１１８でコーティングされた繊維１１７で構成される繊維基材１６を均一に暴露するように配置される。

光源１１２は、好ましくは、ＬＥＤ１２０である。ＬＥＤ１２０は、拡散性の光線１２２を発する。

光学デバイス１１４は、コリメートレンズ１２４を有し、コリメートレンズ１２４は、例えば、平凸レンズである。光学デバイス１１４は、さらに、光線１２０を反射するように構成された反射要素１２６を有する。

反射要素１２６は、光線１２０を反射するよう構成されている。反射要素１２６は、光線１２２を繊維基材１１６の上に反射させるために、光線１２２のコリメート化された部分に（矢印によって示されるように）回転可能に配置される。

繊維基材１１６は、光線１２２の入射角を調節することができるように、（矢印によって示されるように）回転可能に配置される。

光線１２２は、光源１１２によって拡散するように発せられる。次いで、拡散性の光線１２２は、コリメートレンズ１２４によってコリメート化され、反射要素に向かう。反射要素１２６（図２１に第１の状態で示される）は、コリメートレンズ１２４からの光線１２２を繊維基材１１６に向かって反射する。それによって、この光線は、繊維基材１１６の領域１２８を均一に暴露し、これによってバインダー材料１１８を活性化する。図２１において、光線１２２の入射角αは、例えば、鋭角である。

図２２において、反射要素１２６および繊維基材１１６は、入射角がおおよそ０度の状態に回転している。

回転可能な要素によって、必要な場合および／または所望する場合に、異なる光源１１２による、および／または、異なる方向からの領域１２８の暴露が可能になる。

ここで図２３を参照すると、バインダー材料活性化デバイス１３０は、第１の加熱デバイス１３２と、第２の加熱デバイス１３４と、第３の加熱デバイス１３６とを備えている。

第１の加熱デバイス１３２は、第１の波長を有する光源１３８（例えば、ＬＥＤ１４０）を備えている。第１の加熱デバイス１３２は、コリメートレンズ１４４と、反射要素１４６（例えば、鏡）と、を有する光学デバイス１４２をさらに備えている。

光源１３８は、第１の光線１４８を拡散するように発し、第１の光線１４８は、第１のコリメートレンズ１４４によってコリメート化される。第１のコリメートレンズ１４４は、第１の光線１４８を第１の反射要素１４６に向かわせる。回転可能な第１の反射要素１４６は、第１の光線１４８を、バインダー材料１５４で覆われた繊維１５３を含む繊維基材１５２の第１の表面１５０へと反射させる。

第２の加熱デバイス１３４は、第２の波長を有する第２の光源１５６（特に、第２のＬＥＤ１５８）を備えている。第２の加熱デバイス１３４は、第２の光学デバイス１６０をさらに備えている。第２の光学デバイス１６０は、第２の光源１５６によって発せられる第２の光線１６２を繊維基材１５２の第２の表面１６４に集束するよう構成されている。

第２の光学デバイス１６０は、第２のコリメートレンズ１６６と、集束レンズ１６８とを有する。

第２の光線１６２は、第２の光源１５６によって拡散するように発せられ、第２のコリメートレンズ１６６によってコリメート化される。ここで、コリメート化された第２の光線１６２は、集束レンズ１６８によって、第１の表面１５０の反対側の第２の表面１６４に集束する。

第３の加熱デバイス１３６は、第３の波長を有する第３の光源１７０（例えば、ＬＥＤ１７２）を備えている。

第２の加熱デバイス１３４は、第３のコリメートレンズ１７６と第３の反射要素１７８とを有する第３の光学デバイス１７４をさらに備えている。

第３の光線１８０は、第３の光源１７０によって拡散するように発せられる。第３の光線１８０は、第３の光源１７０に取り付けられ、第３の光源１７０と接触している、第３のコリメートレンズ１７６によってコリメート化される。コリメート化された第３の光線１８０は、第３の反射要素１７８によって、繊維基材１５２の第３の表面１８２へと反射される。

第３の表面１８２は、本実施形態では第１の表面１５０と同一であるが、異なる表面であってもよい。同様に、第２の表面１６４は、必ずしも第１の表面１５０または第３の表面１８２の反対側でなくてもよい。また、第１から第３の表面１５０、１６４、１８２の暴露される領域は、大きさまたは形状が異なっていてもよい。

当業者は、この開示内容から、バインダー材料活性化デバイス１３０がいくつかの加熱デバイスおよび／または異なる加熱デバイスを使用してもよいことを認識するだろう。これにより、所望する場合および／または必要な場合に、暴露される繊維基材１５２の異なる表面を、異なる向きから、および／または、異なる波長で暴露できる。波長は、同じ波長であってもよい。

ここで図２４を参照すると、光線１８６を繊維基材１８８（例えば、バインダー材料１９２でコーティングされた繊維１９０）に向かわせるバインダー材料活性化デバイス１８４が示される。

バインダー材料活性化デバイス１８４は、拡散性の光源１９６（例えば、ＬＥＤ１９８）と、光学デバイス２００とを有する加熱デバイス１９４を備えている。

光学デバイス２００（この光学デバイスは、例えば、発光源に直接取り付けられた光ファイバーであってもよい）は、光源１９６によって拡散するように発せられる光線１８６を繊維基材１８８の表面２０１に向かわせるか、および／または、束状にするような構成である。光学デバイス２００は、例えば、開放端を有する円筒形要素２０４として形成される反射要素２０２を有する。光源１９６は、円筒形要素２０４の第１の端部２０６に配置される。繊維基材１８８は、円筒形要素２０４の第２の端部２０８に配置される。円筒形要素２０４の内壁部分２１０は、光線１８６が繊維基材１８８へと反射するよう構成されており、これによってバインダー材料１９２を活性化する。

図２５は、反射要素２０２が、好ましくはプラスチック材料製の、可撓性の円筒形要素２１２によって作られた、バインダー材料活性化デバイス１８４の変形例を示す。

図２６は、１つの光源１９６の代わりに３つの光源２１４が使用されるバインダー材料活性化デバイス１８４の変形例を示す。光源２１４は、好ましくは、ＬＥＤ２１６を含む。反射要素２０２は、剛性のまたは可撓性の円筒形要素２０４、２１２によって作成することができる。

１０バインダー材料活性化デバイス
１２光線
１２ａ光線
１２ｂ光線
１４繊維基材
１６繊維
１８バインダー材料
２０加熱デバイス
２０ａ加熱デバイス
２０ｂ加熱デバイス
２２光源
２４コリメートレンズ
２６集束レンズ
２８光学デバイス
３０領域
３２ＬＥＤ
３４制御デバイス
３６層
３８マトリクス
４０プレフォームデバイス
４２プレフォーム基材
４４レイングヘッド
４６レイングデバイス
４８第１の位置
５０第２の位置
５２ローラ
５４シート
５６接触点
５８マンドレル
６０バインダー材料堆積デバイス
６２活性化されたバインダー材料
６４繊維テープ
６６繊維シート
６８バインダー材料活性化デバイス
７０光線
７２加熱デバイス
７４光源
７６コリメートレンズ
７８集束レンズ
８０光学デバイス
８２ＬＥＤ
８４平坦な側の焦点
８６バインダー材料活性化デバイス
８８領域
９０光線
９２加熱デバイス
９４光学デバイス
９６光源
９８ＬＥＤ
１００コリメートレンズ
１０２領域
１０４バインダー材料活性化デバイス
１０５加熱デバイス
１０６光学デバイス
１０８コリメートレンズ
１１０バインダー材料活性化デバイス
１１１加熱デバイス
１１２光源
１１４光学デバイス
１１６繊維基材
１１７繊維
１１８バインダー材料
１２０ＬＥＤ
１２２光線
１２４コリメートレンズ
１２６反射要素
１２８領域
１３０バインダー材料活性化デバイス
１３２第１の加熱デバイス
１３４第２の加熱デバイス
１３６第３の加熱デバイス
１３８第１の光源
１４０第１のＬＥＤ
１４２第１の光学デバイス
１４４第１のコリメートレンズ
１４６第１の反射要素
１４８第１の光線
１５０第１の表面
１５２繊維基材
１５４バインダー材料
１５６第２の光源
１５８第２のＬＥＤ
１６０第２の光学デバイス
１６２第２の光線
１６４第２の表面
１６６第２のコリメートレンズ
１６８集束レンズ
１７０第３の光源
１７２ＬＥＤ
１７４第３の光学デバイス
１７６第３のコリメートレンズ
１７８第３の反射要素
１８０第３の光線
１８２第３の表面
１８４バインダー材料活性化デバイス
１８６光線
１８８繊維基材
１９０繊維
１９２バインダー材料
１９４加熱デバイス
１９６光源
１９８ＬＥＤ
２００光学デバイス
２０１表面
２０２反射要素
２０４円筒形要素
２０６第１の端部
２０８第２の端部
２１０内壁部分
２１２円筒形要素
２１４光源
２１６ＬＥＤ
ｘ空間的な方向
ｙ空間的な方向
ｚ空間的な方向
Ａ軸
Ｂ軸

独国特許出願公開第１０２００７０１２６０８号明細書独国特許出願公開第１０２００８０１２２５５号明細書独国特許出願公開第１０２００７０１２６０７号明細書国際公開第２００９／１１５５９８号明細書独国特許出願公開第１０２００７０１２６０９号明細書

Claims

繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）上のバインダー材料（１８、１１８、１５４、１９２）を活性化するためのバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）であって、前記バインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）は、前記バインダー材料（１８、１１８、１５４、１９２）を有する前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）を加熱する加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）を備えており、前記加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）は、拡散性の光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）を与える光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）と、加熱される前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）と前記光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）との間に配置される光学デバイス（２８、８０、９４、１０６、１１４、１４２、１６０、１７４、２００）とを有し、前記光学デバイス（２８、８０、９４、１０６、１１４、１４２、１６０、１７４、２００）は、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）に前記光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）を集束させるように、および／または、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）に均一に暴露するように構成され、
ａ）前記光源の発光波長を制御するための制御デバイス（３４）を備える、
及び／又は、
ｂ）並置された複数の前記加熱デバイスを備え、並置された複数の前記加熱デバイスの前記光源は異なる波長を有する前記光線を発する、及び／又は、複数の前記光源を有する少なくとも１つの前記加熱デバイスを備え、複数の前記光源は異なる波長を有する前記光線を発する、
ことを特徴とする、
バインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）。
非集束性の前記光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）がＬＥＤ（３２、８２、９８、１２０、１４０、１５８、１７２、１９８、２１６）であることを特徴とする、
請求項１に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）。
前記光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）は、活性化される前記バインダー材料（１８、１１８、１５４、１９２）の活性化エネルギーに対応する、および／または、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）中の少なくとも１つの繊維（１６、１１７）を、前記バインダー材料（１８、１１８、１５４、１９２）の活性化温度まで加熱するための加熱エネルギーに対応する、発光波長であって、特に、非可視光スペクトル内の発光波長を含むことを特徴とする、
請求項１または２に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）。
（ａ）前記加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）は、少なくとも１つの空間的な方向（ｘ、ｙ、ｚ）に移動可能であり、および／または、前記光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）に垂直な少なくとも１つの軸（Ａ）を中心に回転可能であり、
および／または
（ｂ）前記光学デバイス（２８、８０、９４、１０６、１１４、１４２、１６０、１７４、２００）は、少なくとも１つの空間的な方向（ｘ、ｙ、ｚ）に移動可能であり、および／または、前記光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）に垂直な少なくとも１つの軸（Ａ）を中心に回転可能であり、
および／または
（ｃ）前記加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）と前記光学デバイス（２８、８０、９４、１０６、１１４、１４２、１６０、１７４、２００）とを有するユニットが、少なくとも１つの空間的な方向（ｘ、ｙ、ｚ）に移動可能であり、および／または、前記光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）に垂直な少なくとも１つの軸（Ａ）を中心に回転可能であることを特徴とする、
請求項１から３のいずれか１項に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）。
前記光学デバイス（２８、８０、９４、１０６、１１４、１４２、１６０、１７４、２００）は、非集束性光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）をコリメート化するためのコリメートレンズ（２４、７６、１００、１０８、１２４、１４４、１６６、１７６）と、コリメート化された光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）を前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）に集束するための集束レンズ（２６、７８、１６８）と、を有することを特徴とする、
請求項１から４のいずれか１項に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）。
前記光学デバイス（２８、８０、９４、１０６、１１４、１４２、１６０、１７４、２００）が、球面レンズ、非球面レンズ、ホログラフィーレンズおよびフレネルレンズの群から選択される少なくとも１つのレンズを有することを特徴とする、
請求項１から５のいずれか１項に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）。
前記制御デバイス（３４）は、前記光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）の発光強度を更に制御する、および／または、前記加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）および／または前記光学デバイス（２８、８０、９４、１０６、１１４、１４２、１６０、１７４、２００）の位置および／または向きを更に制御する、ことを特徴とする、
請求項１から６のいずれか１項に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）。
複数の並置された前記加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）、および／または、複数の前記光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）を有する少なくとも１つの前記加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）を備える場合に、１のコリメートレンズ（２４、７６、１００、１０８、１２４、１４４、１６６、１７６）が、複数の前記光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）にわたって広がることを特徴とする、
請求項１から７のいずれか１項に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）。
少なくとも１つの前記加熱デバイスの複数の前記光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）または複数の並置された前記加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）の前記光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）は、異なる強度を有する前記光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）を発することを特徴とする、
請求項８に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）。
繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）をプレフォーム基材（４２）に取り付けるためのプレフォームデバイス（４０）であって、
前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）を前記プレフォーム基材（４２）に置くためのレイングデバイス（４６）と、
請求項１から９のいずれか１項に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）と、
を備えることを特徴とする、プレフォームデバイス（４０）。
バインダー材料（１８、１１８、１５４、１９２）を前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）の上に置くためのバインダー材料設置デバイス（６０）を備えることを特徴とする、
請求項１０に記載のプレフォームデバイス（４０）。
前記レイングデバイス（４６）は、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）を、前記プレフォーム基材（４２）の外側の第１の位置（４８）から、前記プレフォーム基材（４２）の表面の第２の位置（５０）へと移動するためのレイングヘッド（４４）を有し、前記バインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）が前記第１の位置（４８）に配置されることを特徴とする、
請求項１０または１１に記載のプレフォームデバイス（４０）。
前記レイングデバイス（４６）は、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）のシート（５４）を前記プレフォーム基材（４０）に連続的に押圧するためのローラ（５２）を有し、前記バインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）は、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）と前記プレフォーム基材（４２）との接触点（５６）で、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）および／または前記プレフォーム基材（４２）に、集束した光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）を当てるように配置されることを特徴とする、
請求項１０から１２のいずれか１項に記載のプレフォームデバイス（４０）。
前記プレフォーム基材（４２）は、前記バインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）が集束した光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）を接線方向に当てるように配置されたマンドレル（５８）であって、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）は前記マンドレル（５８）に巻き付けられることを特徴とする、
請求項１０から１３のいずれか１項に記載のプレフォームデバイス（４０）。
繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）上のバインダー材料（１８、１１６、１５２、１８８）を活性化させるための、請求項１０から１４のいずれか１項に記載のプレフォームデバイス（４０）における、請求項１から９のいずれか１項に記載のバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）の使用。
繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）をプレフォーム基材（４２）に取り付けるためのプレフォームデバイス（４０）であって、
前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）を前記プレフォーム基材（４２）に置くためのレイングデバイス（４６）と、
繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）上のバインダー材料（１８、１１８、１５４、１９２）を活性化するためのバインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）であって、前記バインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）は、前記バインダー材料（１８、１１８、１５４、１９２）を有する前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）を加熱する加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）を備えており、前記加熱デバイス（２０、７２、９２、１０５、１３２、１３４、１３６、１９４）は、拡散性の光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）を与える光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）と、加熱される前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）と前記光源（２２、７４、９６、１１２、１９６、２１４、１３８、１５６、１７０）との間に配置される光学デバイス（２８、８０、９４、１０６、１１４、１４２、１６０、１７４、２００）とを有し、前記光学デバイス（２８、８０、９４、１０６、１１４、１４２、１６０、１７４、２００）は、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）に前記光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）を集束させるように、および／または、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）に均一に暴露するように構成されている、バインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）と、
を備え、
前記プレフォーム基材（４２）は、前記バインダー材料活性化デバイス（１０、６８、８６、１０４、１１０、１３０、１８４）が集束した光線（１２、７０、９０、１２２、１４８、１６２、１８０、１８６）を接線方向に当てるように配置されたマンドレル（５８）であって、前記繊維基材（１４、１１６、１５２、１８８）は前記マンドレル（５８）に巻き付けられることを特徴とする、
プレフォームデバイス（４０）。