JP6719867B2 - 複雑繊維強化複合構造体を硬化させるためのシステム及び方法 - Google Patents

複雑繊維強化複合構造体を硬化させるためのシステム及び方法 Download PDF

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Description

本開示は、繊維強化複合構造体の硬化に関する。
複雑な幾何学的形状を有する繊維強化複合構造体の硬化は、複合材の熱特性により残留内部応力を生じさせることが多い。例えば、従来、繊維強化複合構造体をオートクレーブ内で硬化させる場合、構造体の外側表面からのみ構造体を加熱する。熱が外側表面から内側に伝わると、複合結合材が膨張する。そして、構造体が冷えると、外側表面から内側に、複合結合材が収縮する。膨張及び収縮の結果として、複合構造体が熱平衡に達した後であっても、内部応力が発生して残り得る。従って、繊維強化複合構造体を硬化させるためのシステム及び方法の改善が必要とされている。
複雑繊維強化複合構造体を硬化させるためのシステム及び方法は、二つの異なる熱源を利用する。第一熱源は、内側部分から複雑繊維強化複合構造体を伝導加熱するように、硬化させる複雑繊維強化複合構造体の内側部分に熱を加えるために利用される。第二熱源は、外側表面から複雑繊維強化複合構造体を伝導加熱するように、複雑繊維強化複合構造体の外側表面に熱を加えるために利用される。一部のシステム及び方法は、任意で、硬化させる複雑繊維強化複合構造体の内側部分から熱を積極的に取り出して、内側部分の中から複雑繊維複合構造体を冷却するためのヒートシンクも利用する。一部のシステム及び方法では、第一熱源は、硬化させる複雑繊維強化複合構造体の内側部分の露出部に接触するヒーターを含む。ヒートシンクも利用するこうしたシステム及び方法では、ヒーター及びヒートシンクは、硬化させる複雑繊維強化複合構造体の内側部分に対して熱を加える及び熱を取り出すための構造を共有する。一部のシステム及び方法では、第二熱源は、複雑繊維強化複合構造体を収容するサイズの内部空間を備えたオートクレーブ及びオーブンのうち一方を含む。一部のシステム及び方法では、第二熱源は、硬化させる複雑繊維強化複合構造体の外側表面に係合するように構成された一つ以上の加熱パッド又は加熱ブランケットを含む。
航空機の例示的で非限定的な一例の斜視図である。 複雑繊維強化複合構造体を硬化させるためのシステムを概略的に示す図である。 複雑繊維強化複合構造体の例示的で非限定的な一例の断面図である。 複雑繊維強化複合構造体の例示的で非限定的な他の例の断面図である。 複雑繊維強化複合構造体の硬化に関するタイミングの例示的で非限定的な一例をグラフで示すチャートである。 複雑繊維強化複合構造体を硬化させるための方法と、複合装置を組み立てるための方法とを概略的に示すフローチャートである。
複雑繊維強化複合構造体を硬化させるためのシステム及び方法、複雑繊維強化複合構造体を組み立てる方法、複雑繊維強化複合構造体を備えた装置を組み立てる方法、及び、複雑繊維強化複合構造体を備えた装置が開示される。一般的に、図面において、所定の例に含まれる見込みの要素は実線で示されて、所定の例にとって任意の要素は破線で示される。しかしながら、実線で示されている要素が、本開示の全ての例にとって必須であるというわけではなく、実線で示されている要素が、本開示の範囲から逸脱することなく、特定の例からは省略され得る。
本願において、“複雑繊維強化複合構造体”とは、繊維強化複合材から構成された構造体であって、互いに異なる物理的及び/又は熱的特性を有する少なくとも二つの異なる領域を含むものである。一つ以上の界面が、異なる領域間に画定され、又は、異なる領域の係合部若しくは交差部に画定される。異なる物理的特性の例として、異なる繊維材料、異なる繊維の向き、異なる繊維のサイズ、異なる繊維の密度、異なる樹脂材料、異なる層の厚さ、異なる層の向き、異なる熱膨張係数等の特性が挙げられる。複雑繊維強化複合構造体において、二つの領域間の界面は、それら二つの領域間の熱的不連続性を形成する。従って、硬化プロセス等において複雑繊維強化複合構造体を加熱する際、界面が、一つの領域から界面を介した隣接する領域への熱伝導に影響し得る。
繊維強化複合構造体は、一般的に、少なくとも一つのエポキシ、樹脂若しくは他のポリマーや結合材を、繊維と共に含み、その繊維は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ホウ素繊維、パラアラミド繊維(例えば、ケブラー(登録商標)繊維)、及び/又は他の繊維で構成されるが、これらに限定されるものではない。一部の例では、複合構造体が、繊維強化複合材の多重層で構成され得る。従って、複雑繊維強化複合構造体は、繊維強化複合構造体の二つ以上の個別の部分の組み立て体を含み得て、それら個別の部分は、組み合わされて又は結合されて、上述のように界面を画定し、例えば、上述のように異なる繊維及び/又は結合材の特性を有する二つ以上の個別の部分である。
航空宇宙構造体等の多様な装置が、ますます繊維強化複合構造体で構成されるようになってきている。図1には、例えば航空機12の形状の例示的な装置10が概略的に示されていて、航空機全体にわたって多様な複雑繊維強化複合構造体14を含むものとして示されている。例示的で非限定的な例として、ストリンガー(縦通材)、ストリンガー及びスキン(外板)の組み立て体、翼のスパー(桁)、翼のスパー及びスキンの組み立て体、翼のリブ、翼のリブ及びスパーの組み立て体、翼のリブ及びスキンの組み立て体、フレーム部材、フレーム部材及びスキンの組み立て体、一つよりも多くの繊維強化複合部間の結合部又は組み立て体のうち一つ以上が、複雑繊維強化複合構造体14を形成し得る。
図1の例及び本願での説明は、一般的に航空宇宙構造体に関するものであるが、航空機以外の装置10も本開示の範囲内にあるものであり、複雑繊維強化複合構造体を含むことができる。例えば、複雑繊維強化複合構造体を含むことができる他の装置として、宇宙船、船舶、陸上車、風力タービン、構造タワー、マスト等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。更に、航空機12は、あらゆる適切な形状を取り得て、民間航空機、軍事用航空機、自家用航空機、他の適切な航空機が挙げられる。図1は、固定翼型の民間航空機として航空機12示すが、他の種類及び構成の航空機(例えば、ヘリコプターが挙げられるが、これに限られない)も、本開示に係る航空機12の範囲内にある。
図2は、複雑繊維強化複合構造体14を硬化させるためのシステム20の例示的で非限定的な例の概略図を与える。システム20は、少なくとも一つの第一熱源22と、第一熱源とは異なる第二熱源24とを含む。熱を表す矢印で概略的に示されるように、第一熱源22は、内側部分から外側に向かう複雑繊維強化複合構造体の伝導加熱のために、硬化させる複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18に熱を加えるように構成される。また、同じく熱を表す矢印で概略的に示されるように、第二熱源24は、外側表面から内側に向かう複雑繊維強化複合構造体の伝導加熱のために、複雑繊維強化複合構造体14の外側表面16に熱を加えるように構成される。
第一熱源22は、ヒーター又は加熱装置23を含み得て、そのヒーター23は、内側部分の伝導加熱のために、つまりは、内側部分から外側に向かう複雑繊維強化複合構造体の伝導加熱のために、硬化させる複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18の露出部に接触するように構成される。ヒーター23の例示的で非限定的な例として、加熱パッド、加熱ブランケット、抵抗ヒーターが挙げられるが、これらに限定されず、また、任意で、HEATCON(登録商標)6500、AGILENT(登録商標)U8001A、HP(登録商標)6012B等の市販の電源によって電力供給される。
一般的に、第二熱源24は、硬化させる複雑繊維強化複合構造体の外側表面16全体を加熱するように構成された熱源である。第二熱源24の例示的で非限定的な例として、オートクレーブ、オーブン、加熱パッド、加熱ブランケットが挙げられるが、これらに限定されるものではない。図2には、硬化させる複雑繊維強化複合構造体14を収容するようなサイズの内部空間32を有するオートクレーブ又はオーブン30が概略的に示されている。また、図2に任意で示されているように、一つ以上の加熱パッド又は加熱ブランケット34が、外側表面から内側に向けて、硬化させる複雑繊維強化複合構造体を加熱するように外側表面16に係合され得る。
任意で図2に示されるように、一部のシステム20は、ヒートシンク26を更に含み得て、そのヒートシンク26は、複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18から積極的に熱を取り出して、内側部分の中から複雑繊維強化複合構造体を冷却するように構成される。積極的に熱を取り出すとは、ヒートシンクが、低温の周囲環境に単に置かれるのとは対照的に、硬化させる複雑繊維強化複合構造体から伝導を介して熱を取り出すように特別に設計されたそのための機構であることを意味する。図2では、任意のヒートシンク26は、第一熱源22と重なった関係で示されていて、これは、第一熱源又はそれに関連するヒーターが、硬化させる複雑繊維強化複合構造体の内側部分に対して熱を加えること及び熱を取り出すことの両方のための構造を共有していることを概略的に表している。実際、場合によっては、ヒートシンク及び第一熱源は任意で同一の機構又はツールであり得るが、システム20のユーザー選択又は自動化に応じて、選択的に加熱を行い選択的に冷却を行うように動作可能である。
また、任意で図2に示されるように、一部のシステム20は、冷却デバイス27を更に含み得て、その冷却デバイス27は、複雑繊維強化複合構造体14の外側表面16から熱を取り出すように構成され、例えば、第一熱源22が積極的に内側部分18を加熱している一方で、外側表面から複雑繊維強化複合構造体を冷却し、及び/又は、外側表面又はその一部の所望の温度を維持する。例示的で非限定的な一例では、冷却デバイスは、対流を利用し、一つ以上のファンやエアコンディショナーを含み得る。図2では、任意の冷却デバイス27は、任意のオートクレーブ又はオーブン30と重なった関係で示されていて、これは、冷却デバイスが、任意で、オートクレーブ又はオーブンと一体であるが、その部品であるが、それと共に利用されるものであり得て、例えば、オートクレーブ又はオーブン30の内部空間32内での対流プロセスを提供するものであることを概略的に表している。
図2では、内側部分18を有する複雑繊維強化複合構造体14が非常に概略的に示されているが、図3及び図4は、複雑繊維強化複合構造体14のより具体的な例示的で非限定的な例を示す。例えば、図3の断面図では、複雑繊維強化複合構造体38は、スキン42に動作可能に結合されたスパー40の形状の複雑繊維強化複合構造体14を表し、スパーとスキンとの間の内側部分を画定する屈曲充填材(radius filler)又はヌードル48を有し、複雑繊維強化複合材の残りの部分は、複雑繊維強化複合材の外側部分として任意で示されている。例えば、スパーは、航空宇宙応用における翼のスパーを表す。より具体的には、スパーは、二つのシート又はシート部分44、46によって画定されたものとして示されていて、それら二つのシート44、46は、互いに及びスキン42に対して動作可能に結合され、まとめて外側部分を画定し、また、屈曲充填材48が、内側部分を画定し、シート部分44、46とスキン42との間の空間を充填する。屈曲充填材は、航空機のスキンに結合されたスパー、ストリンガー、フレーム部材等の応用において使用される構造であり、例えば、図3の例のように、複合材シートの湾曲部において、又は、スキン等の他の複合材シートに対する一つの複合材シートの末端や縁において互いに結合された二つの複合構造体の結果である空隙を充填する。
引き続き図3の例を参照すると、複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18(例えば、ヌードル48状)は、熱伝導繊維50を含み得て、その熱伝導繊維の端部は露出される。従って、システム20において、第一熱源22は、熱伝導繊維の長さ方向に沿った伝導のために、熱伝導繊維の露出した端部に熱を加えるように構成され得る。更に、任意のヒートシンク26を含むシステム20では、ヒートシンクは、熱伝導繊維の露出した端部から熱を取り出して、内側部分の中から複雑繊維強化複合構造体を冷却するように構成され得る。
例示的で非限定的な例として、複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18の熱伝導繊維50は、カーボン、ピッチ系カーボン、カーボンナノチューブ、金属、銅、金属合金のうち一つ以上で構成され得る。追加的に又は代替的に、熱伝導繊維50は、周囲の結合材よりも高い熱伝導率を有する材料で構成され得る。追加的に又は代替的に、熱伝導繊維50は、400W/(m・K)よりも大きな、700W/(m・K)よりも大きな、又は1000W/(m・K)よりも大きな熱伝導率を有し得る。追加的に又は代替的に、内側部分18が全体として、このような熱伝導率を有し得る。
一部の複雑繊維強化複合構造体14は、例えばスパー、ストリンガー、又はフレーム部材の長さに対応するような長手軸を有する細長体を有するものとして説明され得て、熱伝導繊維50は一般的に長手軸に対して整列する。従って、第一熱源22が熱伝導繊維50の露出した端部に熱を加える場合、熱は、熱伝導繊維の長さ方向に沿って伝わり、内側部分18を加熱し、硬化させる複雑繊維強化複合構造体14を内側から加熱する。一部の複雑繊維強化複合構造体14では、内側部分18の外側の繊維が、複雑繊維強化複合構造体の長手軸に略整列しない、又は実質的に整列しないものとなり得て、例えば、複雑繊維強化複合構造体の二つの領域間で物理的特性が異なり界面が形成される一例となる。追加的に又は代替的に、内側部分18の熱伝導繊維50は、複雑繊維強化複合構造体14の残りの部分の内部にある繊維とは異なる材料で構成され得て、複雑繊維強化複合構造体の二つの領域間で物理的特性が異なり界面が形成される他の例となる。
図4に示される複雑繊維強化複合構造体60の例示的で非限定的な例を参照すると、複雑繊維強化複合構造体14は、追加的に又は代替的に、繊維強化複合材の複数の層68を含み得て、内側部分18が、複数の層68のうち少なくとも一つの内側層66によって画定され、外側部分が、内側部分18の反対側の一つ以上の外側層62、64によって画定される。
図2に戻ると、システム20は、任意で制御装置28も含み得て、その制御装置28は、第一熱源22から複雑繊維強化複合構造体14に熱を加えるタイミングと、第二熱源24から複雑繊維強化複合構造体に熱を加えるタイミングとを制御するように構成され又はプログラムされる。追加的に、制御装置28は、硬化させる複雑繊維強化複合構造体14の一つ以上の領域の温度を積極的に監視し、そうした監視に少なくとも部分的に基づいて、第一熱源から複雑繊維強化複合構造体に熱を加えるタイミングと、第二熱源から複雑繊維強化複合構造体に熱を加えるタイミングとを積極的に制御するように構成され又はプログラムされ得る。制御装置28は、第一熱源22及び/又は第二熱源24を含むシステム20の動作を自動的に制御し、又はユーザーを介して選択的に制御するように適合、構成、設計、構築、及び/又はプログラムされ得るあらゆる適切な構造(一又は複数)を含み得る。例示的で非限定的な例として、制御装置28は、電子制御装置、専用制御装置、特殊用途制御装置、パーソナルコンピューター、ディスプレイデバイス、論理デバイス、メモリーデバイス、器具、センサー(温度センサーを含む)等のうち一つ以上を含むか、及び/又はそれら自体であり得る。また、制御装置28は、システム20の動作を自動的に制御するための一つ以上のアルゴリズムを実行するようにプログラムされ得る。これは、制御装置28に基づいたアルゴリズム、及び/又は、制御装置28が、本開示に係る方法10をシステム20に行わせるアルゴリズムを含み得る。
例示的で非限定的な例として、図5を参照すると、内側部分18の温度が二点鎖線120で示されていて、外側表面16の温度が破線122で示されていて、制御装置28が、第二熱源24で複雑繊維強化複合構造体14の加熱を開始する時点の前に、第一熱源22で複雑繊維強化複合構造体14の加熱を開始するようにプログラムされ得る。追加的に又は代替的に、図5は、時間に対する内側部分及び外側表面の温度だけではなく、内側部分及び外側表面に対して熱を加えること及び/又は熱を取り出すことと時間との関係を概略的に表している。例えば、ライン122の初期部分の平坦な箇所は、任意で、外側表面に熱が加えられていないことを表し、外側表面の温度は、内側部分からの熱の伝導によって、時間と共に増大し得る。
追加的に又は代替的に、制御装置28は、第二熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を停止する時点の前に、第一熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を停止するようにプログラムされ得る。追加的に又は代替的に、制御装置は、第二熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を開始する前に、第一熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を停止するようにプログラムされ得る。追加的に又は代替的に、制御装置は、第二熱源で複雑繊維強化複合構造体を加熱することを開始するのと同時に又はほぼ同時に、第一熱源で複雑繊維強化複合構造体を加熱することを停止するようにプログラムされ得る。
追加的に又は代替的に、任意のヒートシンク26を含むシステム20の例では、制御装置28が、第二熱源24で複雑繊維強化複合構造体を加熱することを開始する前に、ヒートシンク26で複雑繊維強化複合構造体14から熱を取り出すことを開始するようにプログラムされ得る。追加的に又は代替的に、制御装置は、第二熱源で複雑繊維強化複合構造体を加熱することを開始するのと同時に又はほぼ同時にヒートシンクで複雑繊維強化複合構造体から熱を取り出すことを開始するようにプログラムされ得る。追加的に又は代替的に、制御装置は、第二熱源24で複雑繊維強化複合構造体を加熱することを開始した直後に、ヒートシンクで複雑繊維強化複合構造体から熱を取り出すことを開始するようにプログラムされ得る。他の例も本開示の範囲内にあり、図5は、本開示に係るシステム及び方法で実施可能な単に一つの例を示すものである。
追加的に又は代替的に、任意の冷却デバイス27を含むシステム20の例では、制御装置28は、第一熱源22が内側部分18を加熱している期間中に、冷却デバイス27で外側表面16を介して複雑繊維強化複合構造体14から熱を取り出すようにプログラムされ得る。
図6は、本開示に係る方法100の例示的で非限定的な例を表すフローチャートを概略的に与える。図6では、いくつかのステップが、破線のボックス内に示されているが、これは、そうしたステップが、任意のものであるか、又は本開示に係る方法の任意のバージョンに対応し得るものであることを示している。とは言うものの、本開示に係る全ての方法が、実線のボックス内に示されるステップを含むことを要するものではない。図6に示される方法及びステップは限定的なものではなく、他の方法及びステップも本開示の範囲内にあるものであり、本願での説明から理解されるように、図示されているステップの数よりも多い又は少ない数のステップを有する方法も本開示の範囲内にある。以下の説明では、システム20の部品、複雑繊維強化複合構造体、対応する参照符号を参照するが、方法100は、本開示に係るシステム20での実施に限定されるものではない。
図6の実線のボックス内に示されるように、複雑繊維強化複合構造体14を硬化させる方法102は、内側部分からの複雑繊維強化複合構造体の伝導加熱のために、第一熱源22から複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18に熱を加えること104と、外側表面からの複雑繊維強化複合構造体の伝導加熱のために、第一熱源22とは異なる第二熱源24から複雑繊維強化複合構造体14の外側表面16に熱を加えること106とを含む。熱を加えること106は、熱を加えること104の下に概略的に図示されているが、方法102は、第二熱源から熱を加える時点の前に、第一熱源から熱を加えることを必ず開始しなければならないものに限定されない。
一部の方法102においては、熱を加えること104は、内側部分18の伝導加熱のために、つまりは、複雑繊維強化複合構造体を内部から加熱するために、複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18の露出部を第一熱源22に接触させることを含み得る。
複雑繊維強化複合構造体の内側部分が熱伝導繊維50を含むような一部の方法102においては、熱を加えること104は、内側部分の中の熱伝導繊維の長さ方向に沿った伝導のために、つまりは、複雑繊維強化複合構造体を内側部分から加熱するために、熱伝導繊維50の露出した端部に熱を加えることを含み得る。
図6に概略的に任意で示されるように、一部の方法102は、熱を加えること104に続いて、内側部分の中から複雑繊維強化複合構造体を冷却するように、ヒートシンク26で、硬化させる複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18から積極的に熱を取り出すこと108も含み得る。このような方法102では、熱を取り出すこと108は、内側部分から複雑繊維強化複合構造体を冷却するように、熱伝導繊維50の端部から熱を取り出すことを含み得る。
一部の方法102では、熱を加えること104は、熱を加えること106の時点の前に開始され得る。追加的に又は代替的に、熱を加えること104は、熱を加えること106を停止する時点の前に停止され得る。追加的に又は代替的に、熱を加えること104は、熱を加えること106の開始の前に停止され得る。追加的に又は代替的に、熱を加えること104は、熱を加えること106の開始と同時に又はほぼ同時に停止され得る。追加的に又は代替的に、任意の熱を取り出すこと108を含む方法102では、熱を取り出すこと108は、熱を加えること106の開始の前に開始され得る。追加的に又は代替的に、熱を取り出すこと108は、熱を加えること106の開始と同時に又はほぼ同時に開始され得る。追加的に又は代替的に、一部の方法102は、複雑繊維強化複合構造体の一つ以上の領域の温度を積極的に監視して、その積極的な監視に少なくとも部分的に基づいて、熱を加えること104、熱を加えること106、任意で熱を取り出す108のタイミングを積極的に制御することを更に含む。
図6に概略的に任意で示されるように、一部の方法102は、熱を加えること104と同時に、冷却デバイス27で外側表面16を介して複雑繊維強化複合構造体14から熱を取り出すこと109も含み得る。こうした方法102では、熱を取り出すこと109は、熱を加えること104の間において外側表面の所望の温度を維持するように行われ得る。こうした方法102では、熱を取り出すこと109は対流を介して熱を取り出すことを含み得る。
方法100は、図6に概略的に示されるように、硬化102の前に複雑繊維強化複合構造体14を組み立てること110を含み得る。つまり、組み立てること110は、本願で説明されるように、少なくとも二つの領域を含み、領域間に界面を有し、任意で内側部分18を含む複雑繊維強化複合構造体14を構築することを含み得る。
方法100は、硬化102に続いて、一つ以上の複雑繊維強化複合構造体を14で装置10を組み立てること112を含み得る。
本開示に係る発明の主題の例示的で非限定的な例を以下の項に列挙する。
項A
複雑繊維強化複合構造体を硬化させるためのシステムであって、
内側部分から複雑繊維強化複合構造体を伝導加熱するように複雑繊維強化複合構造体の内側部分に熱を加えるように構成された第一熱源と、
外側表面から複雑繊維強化複合構造体を伝導加熱するように複雑繊維強化複合構造体の外側表面に熱を加えるように構成された第二熱源と、を備えたシステム。
項A1
内側部分の中から複雑繊維強化複合構造体を冷却するように複雑繊維強化複合構造体の内側部分から熱を積極的に取り出すように構成されたヒートシンクを更に備えた項Aに記載のシステム。
項A2
第二熱源が、複雑繊維強化複合構造体を収容するサイズの内部空間を備えたオートクレーブ及びオーブンのうち一方を含む、項AからA1のいずれかに記載のシステム。
項A3
第二熱源が、外部表面に係合するように構成された一つ以上の加熱パッド又は加熱ブランケットを含む、項AからA2のいずれかに記載のシステム。
項A4
第一熱源が、内側部分の伝導加熱のために複雑繊維強化複合構造体の内側部分の露出部に接触するように構成されたヒーターを含む、項AからA3のいずれかに記載のシステム。
項A4.1
ヒーター及びヒートシンクが、複雑繊維強化複合構造体の内側部分に対して熱を加えること及び熱を取り出すことのための構造を共有する、項A1から従属し項A4に記載のシステム。
項A5
複雑繊維強化複合構造体を更に備えた項AからA4.1のいずれか記載のシステム。
項A5.1
複雑繊維強化複合構造体が、互いに異なる物理的特性を有する少なくとも二つの領域を含み、複雑繊維強化複合構造体の内側部分が、少なくとも二つの領域間の界面の少なくとも一部を画定する、項A5に記載のシステム。
項A5.1.1
異なる物理的特性が、異なる繊維材料、異なる繊維の向き、異なる繊維のサイズ、異なる繊維の密度、異なる樹脂材料、異なる層の厚さ、異なる層の向き、及び異なる熱膨張率のうち一つ以上を含む、項A5.1に記載のシステム。
項A5.2
複雑繊維強化複合構造体が、互いに異なる熱的特性を有する少なくとも二つの領域を含み、複雑繊維強化複雑構造体の内側部分が少なくとも二つの領域のうち一つを含む、項A5からA5.1.1のいずれかに記載のシステム。
項A5.3
複雑繊維強化複合構造体が、二つの領域間の少なくとも一つの界面を含み、界面が、二つの領域間の熱的不連続性を形成し、複雑繊維強化複合構造体の内側部分が二つの領域のうち一方を含む、項A5からA5.2のいずれかに記載のシステム。
項A5.4
複雑繊維強化複合構造体の内側部分が屈曲充填材を含む、項A5からA5.3のいずれかに記載のシステム。
項A5.5
複雑繊維強化複合構造体が、界面を画定する少なくとも二つの繊維強化複合材シートを含む、項A5からA5.4のいずれかに記載のシステム。
項A5.6
複雑繊維強化複合構造体が、少なくとも二つの繊維強化複合材シートと、少なくとも二つのシート間に位置する繊維強化複合材の屈曲充填材とを含む、項A5からA5.5のいずれかに記載にシステム。
項A5.7
複雑繊維強化複合構造体が繊維強化複合材の複数の層を含み、複雑繊維強化複合構造体の内側部分が、複数の層のうち少なくとも一つの層を含む、項A5からA5.6のいずれかに記載のシステム。
項A5.8
複雑繊維強化複合構造体が、ストリンガー、ストリンガー及びスキンの組み立て体、翼のスパー、翼のスパー及びスキンの組み立て体、翼のリブ、翼のリブ及びスパーの組み立て体、翼のリブ及びスキンの組み立て体、フレーム部材、フレーム部材及びスキンの組み立て体、及び、二つ以上の繊維強化複合部間の結合部又は組み立て体のうち一つ以上を含む、項A5からA5.7のいずれかに記載のシステム。
項A5.9
内側部分が熱伝導繊維を含み、第一熱源が、内側部分から複雑繊維強化複合構造体を伝導加熱するように、内側部分の中の熱伝導繊維の長さ方向に沿った伝導のために熱伝導繊維の端部に熱を加えるように構成されている、項A5からA5.8のいずれかに記載のシステム。
項A5.9.1
ヒートシンクが、熱伝導繊維の端部から熱を取り出し、内側部分から複雑繊維強化複合構造体を冷却するように構成されている、項A5.9に記載のシステム。
項A5.9.2
熱伝導繊維が、カーボン、ピッチカーボン、カーボンナノチューブ、金属、銅、金属合金、及び、400W/(m・K)よりも大きな、700W/(m・K)よりも大きな、又は1000W/(m・K)よりも大きな熱伝導率を有する材料のうち一つ以上で構成されている、項A5.9からA5.9.1のいずれかに記載のシステム。
項A5.9.3
複雑繊維強化複合構造体が長手軸を有し、熱伝導繊維が長手軸に対して略整列している、項A5.9からA5.9.2のいずれかに記載のシステム。
項A5.9.3.1
複雑繊維強化複合構造体の内側部分の外側の繊維が、長手軸に対して略整列しているか、略整列していないか、又は実質的に整列していない、項A5.9.3に記載のシステム。
項A5.9.4
熱伝導繊維が、複雑繊維強化複合構造体の残りの部分の中の繊維とは異なる材料で構成されている、項A5.9からA5.9.3.1のいずれかに記載のシステム。
項A6
複雑繊維強化複合構造体の外側表面から熱を取り出し、外側表面の所望の温度を維持するように構成された冷却デバイスを更に備えた項AからA5.9.4のいずれかに記載のシステム。
項A7
第一熱源から複雑繊維強化複合構造体に熱を加えるタイミングと、第二熱源から複雑繊維強化複合構造体に熱を加えるタイミングとを制御するようにプログラムされた制御装置を更に備えた項AからA6のいずれかに記載のシステム。
項A7.1
制御装置が、第二熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を開始する時点の前に第一熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を開始するようにプログラムされている、項A7に記載のシステム。
項A7.2
制御装置が、第二熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を停止する時点の前に第一熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を停止するようにプログラムされている、項A7からA7.1のいずれかに記載のシステム。
項A7.3
制御装置が、第二熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を開始する前に第一熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を停止するようにプログラムされている、項A7からA7.2のいずれかに記載のシステム。
項A7.4
制御装置が、第二熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を開始するのと同時に又はほぼ同時に第一熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を停止するようにプログラムされている、項A7からA7.2のいずれかに記載のシステム。
項A7.5
制御装置が、第二熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を開始する前にヒートシンクでの複雑繊維強化複合構造体からの熱の取り出しを開始するようにプログラムされている、項A1から従属し項A7からA7.4のいずれかに記載のシステム。
項A7.6
制御装置が、第二熱源での複雑繊維強化複合構造体の加熱を開始するのと同時に又はほぼ同時にヒートシンクでの複雑繊維強化複合構造体からの熱の取り出しを開始するようにプログラムされている、項A1から従属し項A7からA7.4のいずれかに記載のシステム。
項A7.7
制御装置が、第一熱源が内側部分を加熱している間に外側表面から熱を取り出すように冷却装置に命令するように構成されている、項A6から従属し項A7からA7.6のいずれかに記載のシステム。
項A7.8
制御装置が、複雑繊維強化複合構造体の一つ以上の領域の温度を積極的に監視して、その監視に少なくとも部分的に基づいて、第一熱源から複雑繊維強化複合構造体に熱を加えるタイミングと、第二熱源から複雑繊維強化複合構造体に熱を加えるタイミングとを積極的に制御するようにプログラムされている、項A7からA7.7のいずれかに記載のシステム。
項A8
項BからB23のいずれかに記載の方法を少なくとも部分的に行うように構成された項AからA7.8のいずれかに記載のシステム。
項A9
項AからA8のいずれかに記載のシステムの使用。
項B
複雑繊維強化複合構造体を硬化させるための方法であって、
内側部分から複雑繊維強化複合構造体を伝導加熱するように、複雑繊維強化複合構造体の内側部分に第一熱源から熱を加えるステップと、
外側表面から複雑繊維強化複合構造体を伝導加熱するように、複雑繊維強化複合構造体の外側表面に第一熱源とは異なる第二熱源から熱を加えるステップと、を備えた方法。
項B1
第一熱源から熱を加えるステップに続いて、内側部分の中から複雑繊維強化複合構造体を冷却するように、複雑繊維強化複合構造体の内側部分からヒートシンクで熱を積極的に取り出すステップを更に備えた項Bに記載の方法。
項B2
第二熱源が、複雑繊維強化複合構造体を収容するサイズの内部空間を備えたオートクレーブ及びオーブンのうち一方を含む、項BからB1のいずれかに記載の方法。
項B3
第二熱源が、外側表面に係合するように構成された一つ以上の加熱パッド又は加熱ブランケットを含む、項BからB2のいずれかに記載の方法。
項B4
第一熱源から熱を加えるステップが、内側部分の伝導加熱のために複雑繊維強化複合構造体の内側部分の露出部を第一熱源に接触させることを含む、項BからB3のいずれかに記載の方法。
項B4.1
第一熱源及びヒートシンクが、複雑繊維強化複合構造体の内側部分に対して熱を加えること及び熱を取り出すことのための構造を共有する、項B1から従属して項B4に記載の方法。
項B5
複雑繊維強化複合構造体が、互いに異なる物理的特性を有する少なくとも二つの領域を含み、複雑繊維強化複合構造体の内側部分が、少なくとも二つの領域間の界面の少なくとも一部を画定する、項BからB4.1のいずれかに記載の方法。
項B5.1
異なる物理的特性が、異なる繊維材料、異なる繊維の向き、異なる繊維のサイズ、異なる繊維の密度、異なる樹脂材料、異なる層の厚さ、異なる層の向き、及び異なる熱膨張率のうち一つ以上を含む、項B5に記載の方法。
項B6
複雑繊維強化複合構造体が、互いに異なる熱的特性を有する少なくとも二つの領域を含み、複雑繊維強化複合構造体の内側部分が、少なくとも二つの領域のうち一つを含む、項BからB5.1のいずれかに記載の方法。
項B7
複雑繊維強化複合構造体が二つの領域間の少なくとも一つの界面を含み、任意で、界面が二つの領域間の熱的不連続性を形成し、任意で、複雑繊維強化複合構造体の内側部分が二つの領域のうち一方を含む、項BからB6のいずれかに記載の方法。
項B8
複雑繊維強化複合構造体の内側部分が屈曲充填材を含む、項BからB7のいずれかに記載の方法。
項B9
複雑繊維強化複合構造体が、界面を画定する少なくとも二つの繊維強化複合材シートを含む、項BからB8のいずれかに記載の方法。
項B10
複雑繊維強化複合構造体が、少なくとも二つの繊維強化複合構造体シートと、少なくとも二つのシート間に位置する繊維強化複合材の屈曲充填材とを含む、項BからB9のいずれかに記載の方法。
項B11
複雑繊維強化複合構造体が、繊維強化複合材の複数の層を含み、複雑繊維強化複合構造体の内側部分が複数の層のうち少なくとも一つの層を含む、項BからB10のいずれかに記載の方法。
項B12
複雑繊維強化複合構造体が、ストリンガー、ストリンガー及びスキンの組み立て体、翼のスパー、翼のスパー及びスキンの組み立て体、翼のリブ、翼のリブ及びスパーの組み立て体、翼のリブ及びスキンの組み立て体、フレーム部材、フレーム部材及びスキンの組み立て体、及び、二つ以上の繊維強化複合部間の結合部又は組み立て体のうち一つ以上を含む、項BからB11のいずれかに記載の方法。
項B13
内側部分が熱伝導繊維を含み、第一熱源から熱を加えるステップが、内側部分から複雑繊維強化複合構造体を伝導加熱するように、内側部分の中の熱伝導繊維の長さ方向に沿った伝導のために熱伝導繊維の端部に熱を加えることを含み、任意で、熱伝導繊維が、複雑繊維強化複合構造体の残りの部分の中の繊維とは異なる材料で構成されている、項BからB12のいずれかに記載の方法。
項B13.1
ヒートシンクで熱を取り出すステップが、内側部分から複雑繊維強化複合構造体を冷却するように熱伝導繊維の端部から熱を取り出すことを含む、項B1から従属し項B13に記載の方法。
項B13.2
熱伝導繊維が、カーボン、ピッチカーボン、カーボンナノチューブ、金属、銅、金属合金、及び、400W/(m・K)よりも大きな、700W/(m・K)よりも大きな、又は1000W/(m・K)よりも大きな熱伝導率を有する材料のうち一つ以上で構成されている、項B13からB13.1のいずれかに記載の方法。
項B13.3
複雑繊維強化複合構造体が長手軸を有し、熱伝導繊維が長手軸に対して略整列している、項B13からB13.2のいずれかに記載の方法。
項B13.3.1
複雑繊維強化複合構造体の内側部分の外側の繊維が、長手軸に対して略整列しているか、略整列していないか、又は実質的に整列していない、項B13.3に記載の方法。
項B14
第一熱源から熱を加えるステップが、第二熱源から熱を加えるステップの時点の前に開始される、項BからB13.3.1のいずれかに記載の方法。
項B15
第一熱源から熱を加えるステップが、第二熱源から熱を加えるステップを停止する時点の前に停止される、項BからB14のいずれかに記載の方法。
項B16
第一熱源から熱を加えるステップが、第二熱源から熱を加えるステップの開始の前に停止される、項BからB15のいずれかに記載の方法。
項B17
第一熱源で熱を加えるステップが、第二熱源で熱を加えるステップの開始と同時に又はほぼ同時に停止される、項BからB15のいずれかに記載の方法。
項B18
ヒートシンクで熱を取り出すステップが、第二熱源で熱を加えるステップの開始の前に開始される、項B1から従属して項B1からB17のいずれかに記載の方法。
項B19
ヒートシンクで熱を取り出すステップが、第二熱源で熱を加えるステップの開始と同時に又はほぼ同時に開始される、項B1から従属して項B1からB17のいずれかに記載の方法。
項B20
(任意で第一熱源から熱を加えるステップと同時であって且つ第二熱源から熱を加えるステップの前に)外側表面を介して複雑繊維強化複合構造体から熱を取り出すステップを更に備えた項BからB19のいずれかに記載の方法。
項B21
複雑繊維強化複合構造体の一つ以上の領域の温度を積極的に監視するステップと、
積極的な監視に少なくとも部分的に基づいて、第一熱源から熱を加えるステップのタイミングと、第二熱源から熱を加えるステップのタイミングとを動的に制御するステップと、を更に備えた項BからB20のいずれかに記載の方法。
項B22
項BからB21のいずれかに記載の方法を行うステップと、
その方法を行うステップの前に、複雑繊維強化複合構造体を組み立てるステップと、を備えた方法。
項B23
装置を組み立てる方法であって、
項B22に記載の方法を行うステップと、
その方法を行うステップに続いて、一つ以上の繊維強化複合材を含む装置を組み立てるステップと、を備え、任意で、その装置が、車両、航空宇宙機、又は船舶を含むか又はそれ自体である、方法。
項B24
項AからA8のいずれかに記載のシステムによって少なくとも部分的に行われる項BからB23のいずれかに記載の方法。
項C
繊維強化複合材で構成された内側部分及び繊維強化複合材で構成された外側部分を有する細長体を備えた複雑繊維強化複合構造体であって、内側部分が、細長体に沿って長手方向に延伸する複数の熱伝導繊維を含み、熱伝導繊維が露出した端部を備え、露出した端部が、細長体の中から複雑繊維強化複合構造体を少なくとも部分的に硬化させるための熱伝導繊維を伝導加熱するための熱源に動作可能に結合されるように構成されている、複雑繊維強化複合構造体。
項C1
細長体が、ストリンガー、ストリンガー及びスキンの組み立て体、翼のスパー、翼のスパー及びスキンの組み立て体、翼のリブ、翼のリブ及びスパーの組み立て体、翼のリブ及びスキンの組み立て体、フレーム部材、フレーム部材及びスキンの組み立て体、及び、二つ以上の繊維強化複合部間の結合部又は組み立て体のうち一つ以上を含む、複雑繊維強化複合構造体。
項C2
内側部分が屈曲充填材を含む、項CからC1のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C3
内側部分及び外側部分が互いに異なる物理的特性を有する、項CからC2のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C3.1
異なる物理的特性が、異なる繊維材料、異なる繊維の向き、異なる繊維のサイズ、異なる繊維の密度、異なる樹脂材料、異なる層の厚さ、異なる層の向き、及び異なる熱膨張率のうち一つ以上を含む、項C3に記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C4
内側部分及び外側部分が互いに異なる熱的特性を有する、項CからC3.1のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C5
内側部分と外側部分との間の界面が、二つの部分間の熱的不連続性を形成する、項CからC4のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C6
細長体が、界面を画定する少なくとも二つの繊維強化複合材シートを含む、項CからC5のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C7
細長体が、少なくとも二つの繊維強化複合材シートと、少なくとも二つのシート間に位置する繊維強化複合材の屈曲充填材とを含む、項CからC6のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C8
細長体が、繊維強化複合材の複数の層を含み、複雑繊維強化複合構造体の内側部分が複数の層のうち少なくとも一つの層を含む、項CからC7のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C9
熱伝導繊維が、カーボン、ピッチカーボン、カーボンナノチューブ、金属、銅、金属合金、及び、400W/(m・K)よりも大きな、700W/(m・K)よりも大きな、又は1000W/(m・K)よりも大きな熱伝導率を有する材料のうち一つ以上で構成されている、項CからC8のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C10
細長体が長手軸を有し、熱伝導繊維が長手軸に対して略整列している、項CからC9のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C10.1
外側部分の中の繊維が、長手軸に対して略整列しているか、略整列していないか、又は実質的に整列していない、項C10に記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C11
熱伝導繊維が、外側部分の中の繊維とは異なる材料で構成されている、項CからC10.1のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体。
項C12
項CからC11のいずれかに記載の複雑繊維強化複合構造体の使用。
本願において、“適合されている”及び“構成されている”との用語は、要素、部品、又は他の主題が、所定の機能を行うように設計及び/又は意図されていることを意味する。従って、“適合されている”及び“構成されている”との用語の使用は、所定の要素、部品、又は他の主題が、単純に所定の機能を行うことが“できる”ことを意味するものではなく、要素、部品及び/又は他の主題が、その機能を行う目的のために特別に選択、形成、実現、利用、プログラム及び/又は設計されていることを意味する。特定の機能を行うように適合されているとして記載されている要素、部品及び/又は他の主題が追加的に又は代替的にその機能を行うように構成されていると記載され得ること及びその逆も本開示の範囲内にあるものである。同様に、特定の機能を行うように構成されていると記載されている主題は、追加的に又は代替的にその機能を行うように動作可能であると記載され得る。
更に、本開示は以下の節に係る実施形態を有する。
節1
複雑繊維強化複合構造体14を硬化させるための方法102であって、
内側部分18から複雑繊維強化複合構造体14を伝導加熱するように複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18に第一熱源22から熱を加えるステップ104であって、内側部分18の伝導加熱のために複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18の露出部を第一熱源22に接触させることを含む、第一熱源22から熱を加えるステップ104と、
外側表面16から複雑繊維強化複合構造体14を伝導加熱するように複雑繊維強化複合構造体14の外側表面16に第一熱源22とは異なる第二熱源24から熱を加えるステップ106と、を備えた方法102。
節2
第一熱源22から熱を加えるステップ104に続いて、内側部分18から複雑繊維強化複合構造体14を冷却するように複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18からヒートシンク26で熱を積極的に取り出すステップ108を更に備えた節1に記載の方法102。
節3
第一熱源22及びヒートシンク26が、複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18に対して熱を加えること104及び熱を取り出すこと108のための構造を共有する、節2に記載の方法102。
節4
第二熱源24が、複雑繊維強化複合構造体14を収容するサイズの内部空間32を備えたオートクレーブ30又はオーブン30のうち一方を含む、節1から3のいずれかに記載の方法102。
節5
第二熱源24が、外側表面16に係合するように構成された一つ以上の加熱パッド34又は加熱ブランケット34を含む、節1から3のいずれかに記載の方法102。
節6
複雑繊維強化複合構造体14が互いに異なる物理的特性を有する少なくとも二つの領域を含み、複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18が、少なくとも二つの領域間の界面の少なくとも一部を画定し、異なる物理的特性が、異なる繊維材料、異なる繊維の向き、異なる繊維のサイズ、異なる繊維の密度、異なる樹脂材料、異なる層の厚さ、異なる層の向き、及び異なる熱膨張率のうち一つ以上を含む、節1から5のいずれかに記載の方法102。
節7
複雑繊維強化複合構造体14が互いに異なる熱的特性を有する少なくとも二つの領域を含み、複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18が少なくとも二つの領域のうち一つを含む、節1から5のいずれかに記載の方法102。
節8
複雑繊維強化複合構造体14が二つの領域間の少なくとも一つの界面を含み、界面が二つの領域間の熱的不連続性を形成し、複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18が二つの領域のうち一方を含む、節1から5のいずれかに記載の方法102。
節9
複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18が屈曲充填材48を含む、節1から8のいずれかに記載の方法102。
節10
複雑繊維強化複合構造体14が、少なくとも二つの繊維強化複合材シートと、少なくとも二つのシート間に位置する繊維強化複合材の屈曲充填材48とを含む、節1から5のいずれかに記載の方法102。
節11
複雑繊維強化複合構造体14が、繊維強化複合材の複数の層68を含み、複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18が、複数の層のうち少なくとも一つの層を含む、節1から5のいずれかに記載の方法102。
節12
複雑繊維強化複合構造体14が、ストリンガー、ストリンガー及びスキンの組み立て体、翼のスパー、翼のスパー及びスキンの組み立て体、翼のリブ、翼のリブ及びスパーの組み立て体、翼のリブ及びスキンの組み立て体、フレーム部材、フレーム部材及びスキンの組み立て体、及び、二つ以上の繊維強化複合部間の結合部又は組み立て体のうち一つ以上を含む、節1から5のいずれかに記載の方法102。
節13
内側部分18が熱伝導繊維50を含み、第一熱源22から熱を加えるステップ104が、内側部分18から複雑繊維強化複合構造体14を伝導加熱するように、内側部分18の中の熱伝導繊維50の長さ方向に沿った伝導のために熱伝導繊維50の端部に熱を加えることを含む、節1から5のいずれかに記載の方法102。
節14
熱伝導繊維50が、複雑繊維強化複合構造体14の残りの部分の中の繊維とは異なる材料で構成されている、節13に記載の方法102。
節15
複雑繊維強化複合構造体14が長手軸を有し、熱伝導繊維50が長手軸に対して略整列している、節13に記載の方法102。
節16
第一熱源22から熱を加えるステップ104が、第二熱源24から熱を加えるステップ106の時点の前に開始される、節1から15のいずれかに記載の方法102。
節17
第一熱源22から熱を加えるステップ104が、第二熱源24から熱を加えるステップ106を停止する時点の前に停止される、節16に記載の方法102。
節18
第一熱源22から熱を加えるステップ104が、第二熱源24から熱を加えるステップ106の開始の前に停止される、節16に記載の方法102。
節19
複雑繊維強化複合構造体14の一つ以上の領域の温度120、122を積極的に監視するステップと、
積極的な監視に少なくとも部分的に基づいて、第一熱源22から熱を加えるステップ104のタイミング及び第二熱源24から熱を加えるステップ106のタイミングを積極的に制御するステップと、を更に備えた節1から18のいずれかに記載の方法102。
節20
第一熱源22から熱を加えるステップ104と同時であって且つ第二熱源24から熱を加えるステップ106の前に、外側表面16を介して複雑繊維強化複合構造体14から熱を取り出すステップ108を更に備えた節1及び3から19のいずれかに記載の方法102。
節21
複雑繊維強化複合構造体14を硬化させるための方法102であって、
内側部分18から複雑繊維強化複合構造体14を伝導加熱するように、長手軸を有する複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18に第一熱源22から熱を加えるステップ104であって、内側部分18が長手軸に対して略整列した熱伝導繊維50を含み、熱伝導繊維50が、複雑繊維強化複合構造体14の残りの部分の中の繊維とは異なる材料で構成されていて、内側部分18から複雑繊維強化複合構造体14を伝導加熱するように内側部分18の中の熱伝導繊維50の長さ方向に沿った伝導のために熱伝導繊維50の端部に熱を加えることを含む、第一熱源22から熱を加えるステップ104と、
外側表面16から複雑繊維強化複合構造体14を伝導加熱するように複雑繊維強化複合構造体14の外側表面16に第一熱源22とは異なる第二熱源24から熱を加えるステップ106と、を備え、第二熱源24が、オートクレーブ30、オーブン30、加熱パッド34、及び加熱ブランケット34のうち少なくとも一つを含む、方法102。
節22
複雑繊維強化複合構造体14を硬化させるためのシステム20であって、
内側部分18から複雑繊維強化複合構造体14を伝導加熱するように複雑繊維強化複合構造体14の内側部分18に熱を加える104ように構成された第一熱源22であって、内側部分18の伝導加熱のために複雑繊維強化複合構造体14の内側部分の露出部に接触するように構成されたヒーターを含む第一熱源22と、
外側表面16から複雑繊維強化複合構造体14を伝導加熱するように複雑繊維強化複合構造体14の外側表面16に熱を加える106ように構成された第一熱源22とは異なる第二熱源24と、を備えたシステム20。
節23
繊維強化複合材で構成された内側部分18及び繊維強化複合材で構成された外側部分16を有する細長体を備えた複雑繊維強化複合構造体14であって、内側部分が、細長体に沿って長手方向に延伸する複数の熱伝導繊維50を含み、熱伝導繊維50が露出した端部を有し、露出した端部が、細長体の中から複雑繊維強化複合構造体14を少なくとも部分的に硬化させるように熱伝導繊維50を伝導加熱するために熱源22に動作可能に結合されるように構成されている、複雑繊維強化複合構造体14。
開示される装置の多様な要素及び開示される方法のステップは、本開示に係る全ての装置及び方法に必要なものではなく、本開示は、開示される多様な要素及びステップのあらゆる新規で進歩的な組み合わせ及びサブコンビネーションを含む。更に、開示される多様な要素及びステップのうち一つ以上が、開示される装置や方法全体とは別途の独立した進歩的な主題を定め得る。従って、そうした進歩的な主題は、本願で明示的に開示される具体的な装置及び方法に関連する必要があるものではなく、そうした進歩的な主題は、本願で明示的に開示されていない装置及び/又は方法における利用性を見出すものであり得る。
10 装置
12 航空機
14 複雑繊維強化複合構造体
16 複雑繊維強化複合構造体の外側表面
18 複雑繊維強化複合構造体の内側部分
20 システム
22 第一熱源
24 第二熱源
26 ヒートシンク
28 制御装置
30 オートクレーブ、オーブン
32 オートクレーブ、オーブンの内部空間
34 加熱パッド、加熱ブランケット
50 熱伝導繊維

Claims (8)

  1. 複雑繊維強化複合構造体(14)を硬化させるための方法(102)であって、
    前記複雑繊維強化複合構造体(14)が、互いに異なる物理的特性を有する少なくとも二つの領域を含み、前記複雑繊維強化複合構造体(14)の内側部分(18)が、前記少なくとも二つの領域間の界面の少なくとも一部を画定し、前記異なる物理的特性が、異なる繊維材料、異なる繊維の向き、異なる繊維のサイズ、異なる繊維の密度、異なる樹脂材料、異なる層の厚さ、異なる層の向き、及び異なる熱膨張係数のうち一つ以上を含み、
    複雑繊維強化複合構造体(14)の内側部分(18)から前記複雑繊維強化複合構造体(14)を伝導加熱するように、前記内側部分(18)に第一熱源(22)から熱を加えるステップ(104)であって、前記内側部分(18)の伝導加熱のために前記複雑繊維強化複合構造体(14)の前記内側部分(18)の露出部を前記第一熱源(22)に接触させることを含む、第一熱源(22)から熱を加えるステップ(104)と、
    前記複雑繊維強化複合構造体(14)の外側表面(16)から前記複雑繊維強化複合構造体(14)を伝導加熱するように、前記外側表面(16)に前記第一熱源(22)とは異なる第二熱源(24)から熱を加えるステップ(106)と、を備えた方法(102)。
  2. 前記第一熱源(22)から熱を加えるステップ(104)に続いて、前記内側部分(18)の中から前記複雑繊維強化複合構造体(14)を冷却するように、前記複雑繊維強化複合構造体(14)の前記内側部分(18)からヒートシンク(26)で熱を積極的に取り出すステップ(108)を更に備えた請求項1に記載の方法(102)。
  3. 前記第一熱源(22)及び前記ヒートシンク(26)が、前記複雑繊維強化複合構造体(14)の前記内側部分(18)に対して熱を加えること(104)及び熱を取り出すこと(108)のための構造を共有する、請求項2に記載の方法(102)。
  4. 前記内側部分(18)が熱伝導繊維(50)を含み、前記第一熱源(22)から熱を加えるステップ(104)が、前記内側部分(18)から前記複雑繊維強化複合構造体(14)を伝導加熱するように、前記内側部分(18)内の前記熱伝導繊維(50)の長さ方向に沿った伝導のために前記熱伝導繊維(50)の端部に熱を加えることを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法(102)。
  5. 前記第一熱源(22)から熱を加えるステップ(104)が、前記第二熱源(24)から熱を加えるステップ(106)の前に開始される、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法(102)。
  6. 前記第一熱源(22)から熱を加えるステップ(104)が、前記第二熱源(24)から熱を加えるステップ(106)を停止する前に停止される、請求項5に記載の方法(102)。
  7. 前記第一熱源(22)から熱を加えるステップ(104)が、前記第二熱源(24)から熱を加えるステップ(106)を開始する前に停止される、請求項5に記載の方法(102)。
  8. 前記第一熱源(22)から熱を加えるステップ(104)と同時であって且つ前記第二熱源(24)から熱を加えるステップ(106)の前に、前記外側表面(16)を介して前記複雑繊維強化複合構造体(14)から熱を取り出すステップ(108)を更に備えた請求項1から7のいずれか一項に記載の方法(102)。
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