JP6892241B2

JP6892241B2 - 複合製品のためのエッジブリーザ

Info

Publication number: JP6892241B2
Application number: JP2016209894A
Authority: JP
Inventors: ベンジャミンジェフリースティーヴンソン，; ジョンアール．オーバン，; ジェイクアダムリーヴズ，; ウィリアムシュタールホーレンシュタイナー，
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2021-06-23
Anticipated expiration: 2036-10-26
Also published as: CN106671444B; CN106671444A; JP2017128109A; US20170129195A1; US10220605B2

Description

本開示は、製造の分野に関し、特に、複合真空バッグ製造プロセスに関する。

多くの複合製品（例えば、航空機の翼などの炭素繊維製品）は、真空バッグ製造プロセスを介して製造される。これらの技術を使用して、材料の層が、互いの上に配置され、複合部品へと硬化される。複数の層が正確な形状へと硬化されることを保証するために、複数の層は真空バッグ内に配置される。真空バッグは、外形に圧力を加えて、加工工具の表面に対して複数の層を強化し、且つ、複数の層内に存在する揮発性物質を除去する。

このプロセスの一部分として、ブリーザ（ｂｒｅａｔｈｅｒ）として知られる構成要素が複合製品の近くに配置される。これらのブリーザは、空気及び気体状の揮発性物質が真空バッグを出て行く通路を提供する。しかし、産業界は、費用を低減させ且つ／又は質を高めるブリーザのための改良された設計を求め続けている。

本明細書で説明される実施形態は、複合部品のための改良されたエッジブリーザ（ｅｄｇｅｂｒｅａｔｈｅｒ）を含む。特に、エッジブリーザは、空気が通って流れるためのオープンチャネルを画定する、トラスのようなフレームとして設計される。これらのフレームは、真空バッグに損傷を与えることなしに、（例えば、オートクレーブ内において９０ポンド／平方インチ（ＰＳＩ）である）製品の硬化の間の真空バッグからの負荷に耐えることもできる。

例示的な一実施形態は、複合製造のためのエッジブリーザである。エッジブリーザは、硬質材料から形成され、円弧を画定する断面を有する上部オープン構造を有する細長い本体を含む。エッジブリーザは、上部構造の下にあり且つ細長い本体の長さに沿って延在する細長い本体内の中空の通路も含む。上部オープン構造は、そこを通って空気が入り得るところのオープンメッシュを形成する複数の開口部を画定する。

別の例示的な一実施形態は、硬質材料から形成された、複合製造のためのエッジブリーザである。エッジブリーザは、円弧を画定する断面を有する上部オープン構造を有する細長い本体を含む。細長い本体内の中空の通路は、上部構造の下にあり、且つ、細長い本体の長さに沿って延在する。上部オープン構造は、そこを通って空気が入り得るところのオープンメッシュを形成する複数の開口部を画定する。

別の一実施形態は、複合製造システムである。システムは、硬質ツール、及び硬質ツール上のエッジブリーザを含む。エッジブリーザは、ベース、及びベースから突出する複数の支持部材を含む。エッジブリーザは、ベースから遠位にある支持部材の部分を相互連結する複数の横部材を更に含み、ベース上方にパターン化された構造を形成する。該システムは、エッジブリーザ上に配置された表面ブリーザ、並びにエッジブリーザ、表面ブリーザ、及びツールの一部分を周囲大気から密封する真空バッグも含む。

更なる一実施形態は、複合製品を製造するための方法である。該方法は、ツール上に複合チャージを配置すること、チャージの外周に沿ってエッジブリーザを配置すること、並びにチャージ及びエッジブリーザの周りに真空チャンバを作り出すことを含む。該方法は、真空チャンバ内で真空引きすること、及びエッジブリーザのベースから突出する支持部材を通過させて複合チャージから気体を引き出すことを更に含む。

更なる一実施形態は、エッジブリーザを製造する方法である。該方法は、構造材料を加熱して液体にすること、該液体を積み重ねてベースを形成すること、及びベースが固まるのを待つことを含む。該方法は、液体を繰り返し１つのパターンで積み重ねて、ベースから突出する複数の支持部材を形成することであって、各支持部材がベースに近接した一部分及びベースから遠位にある一部分を備える、形成すること、及び液体を１つのパターンで積み重ねて、支持部材の遠位部分を相互連結する複数の横部材を形成し、ベース上方にオープンなパターン化された構造を形成することを更に含む。更に、該方法は、液体が完成したエッジブリーザへと固まるのを待つことを含む。

更なる一実施形態は、複合製造のためのエッジブリーザを備える。エッジブリーザは、真空バッグ複合製造プロセスの間に、そこを通って気体が流れて自由に出入りできるところの、相互連結された複数の横部材を備えた円弧状の硬いオープンなパターン化された構造を含む。

他の例示的な実施形態 (例えば、上述の実施形態に関連する方法及びコンピュータ可読媒体) が、後述されるだろう。上述の特徴、機能、及び利点は、様々な実施形態において独立に実現することが可能であり、また別の実施形態において組み合わせることも可能である。これらの実施形態について、以下の説明および添付図面を参照して更に詳細に説明する。

今度は、本開示の幾つかの実施形態が、添付図面を参照し例示としてのみ説明される。全ての図面において、同じ参照番号は、同じ要素又は同じタイプの要素を表す。

例示的な一実施形態における真空バッグ製造システムのブロック図である。例示的な一実施形態における真空バッグ製造システムの準備を示す切断断面図である。例示的な一実施形態における真空バッグ製造システムの準備を示す切断断面図である。例示的な一実施形態における真空バッグ製造システムの準備を示す切断断面図である。例示的な一実施形態における真空バッグ製造システムの準備を示す切断断面図である。例示的な一実施形態における真空バッグ製造システムを利用するための一方法を示すフローチャートである。例示的な一実施形態におけるエッジブリーザの斜視図である。例示的な一実施形態におけるエッジブリーザの切断断面図である。例示的な一実施形態におけるエッジブリーザの側面図である。例示的な一実施形態におけるエッジブリーザの上面図である。例示的な一実施形態におけるエッジブリーザを製造するための方法を示すフローチャートである。例示的な一実施形態における真空バッグ製造システムを示すブロック図である。航空機の製造及び保守方法のフロー図である。例示的な実施形態における航空機のブロック図である。

図面及び下記の記載により、本開示の具体的な例示的実施形態が示される。したがって、当業者は、本明細書に明示的に記載又は図示されていない様々な装置を考案して本開示の原理を実施することができるが、それらは本開示の範囲に含まれることを理解されたい。更に、本明細書に記載の如何なる実施例も、本開示の原理の理解を助けるためのものであって、それらの具体的に記載された実施例や諸条件を限定しないものとして理解されるべきである。結果として、本開示は、下記の具体的な実施形態又は実施例に限定されず、特許請求の範囲及びその均等物によって限定される。

図１は、例示的な一実施形態における真空バッグ製造システム１００のブロック図である。システム１００は、複合部品（例えば、航空機の翼などの繊維強化複合部品又は任意の他の適切な構成要素）を強化及び／又は硬化させるための真空バッグ技術を利用することができる、構成要素及び／又は装置の任意の組み合わせを備える。システム１００は、硬化プロセスの間の圧力及び熱（例えば、華氏数百度及び／又は９０ＰＳＩ）に耐え、且つ、空気及び揮発性の気体がシステム１００に入り且つ（例えば、真空ホース１６０を介して）システム１００から出て行くためにそこを通るところの内部通路を画定もする、エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）を利用するように改良されてきた。

この実施形態では、システム１００が、製造の間にその周りに部品１４０が適合するところの表面を形成する硬質ツール１１０を含む。図１で示されるように、部品１４０は、真空バッグ１２０を介してツール１１０上の適所に保持され、真空バッグ１２０は、端部密封剤２２０を介してツール１１０にテーピング／密封され、且つ、エッジブリーザ１３０、１３２、１３４、及び１３６のみならずツール１４０も覆う。エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）は、硬化プロセスからの空気及び揮発性の気体が真空バッグ１２０内で移動するための通路を提供する。その後、これらの揮発性の気体は、真空ライン１６０のためのフィッティング（ｆｉｔｔｉｎｇ）として動作するポート１５０を介して、真空バッグ１２０から出て行く。本実施形態では、真空ライン１６０が、コンプレッサ１７０によって動力供給される。

一実施形態では、動作の間に、コンプレッサ１７０が真空バッグ１２０に対して約１気圧の負の圧力を生成し得る。これは、部品１４０がツール１１０に適合するように、部品１４０に対して真空バッグ１２０を押し付ける。これは、真空バッグ１２０が、エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）に対して緊密に適合することももたらす。これは、部品１４０が硬化する際に、ツール１１０の外形に対して部品１４０が緊密に保持されるという利点を提供し、さもなければ硬化プロセスの間に形成され得る揮発性の気体及び空気の泡を素早く引き出すという利点も提供する。硬化プロセス自体が、相当な量の圧力及び／又は熱が加えられることを更に含み得る。システム１００のエッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）は、真空ホース１６０によって加えられる圧力下での崩壊に耐える幾何学的形状を示すように改良されてきた。エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）の更なる詳細が、以下の図７〜図１０に関連して説明され、一方、システム１００の動作の更なる詳細が、図２〜図５に関連して説明される。

図２〜図５は、例示的な一実施形態で組み立てられるシステム１００の切断断面側面図である。この図は、図１の要素２によって表わされる。したがって、システム１００の更なる描写が、図２〜図５に関連して提供され、それらは、真空バッグ製造を容易にするために、様々な構成要素が組み立てられ得る順序を説明する。図２は、静止状態のツール１１０を示す。ツール１１０の上面１１１は、硬化プロセスの間及び／又は後に、ツール１１０上に配置された部品がツール１１０に結合しないことを保証するために、離型剤で被覆され得る。

図３では、エッジブリーザ（例えば、１３２、１３４）が、部品１４０と共にツール１１０上に配置される（本実施形態では、部品１４０が、層／プライ１４２及び１４４とコア１４６とから成るけれども、更なる実施形態では、コア１４６の代わりに硬い積層複合チャージが用いられ得る）。任意の適切な複合構造が、部品１４０のために利用され得る。エッジブリーザ１３２及び１３４は、部品１４０の近くに配置され、部品１４０近傍の空気が部品１４０から吸い出されるためのレーンとして働く。これは、（図示せぬ）泡が、部品１４０の硬化と干渉しないことを保証する。

図４は、端部密封剤２２０（例えば、両面テープ）がエッジブリーザ（例えば、１３２、１３４）の周縁でツール１１０上に付けられたことを示し、且つ、分離膜１８０が部品１４０に付けられ、表面ブリーザ１９０が分離膜１８０並びにエッジブリーザ１３２及び１３４上に付けられたことを更に示している。分離膜１８０は、部品１４０が他の構成要素にくっつくことを妨げる、透過性のテフロン層を備え得る。エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）は、表面ブリーザ１９０と組み合わされて、硬化の前及び／又は間に、空気及び揮発性の気体が部品１４０から安全に送り出されるための通路を形成する。具体的には、表面ブリーザ１９０が、そこを通って空気が移動しシステムから出るための、多孔質のレーンを提供する。

図５によれば、部品１４０は分離膜１８０によって覆われている。表面ブリーザ１９０とその下の構成要素は、真空バッグ１２０によってツール１１０上に密封され、真空バッグ１２０は、端部密封剤２２０を介してツール１１０に取り付けられる。プローブパッド２１０が、フィッティング１５０の近くに小さいブリーザチャネルを提供し、フィッティング１５０に真空ホース１６０が取り付けられる。その後、真空ホース１６０は、真空バッグ１２０から空気を引き出し、それによって、部品１４０をツール１１０上に押し付ける。その後、熱及び／又は圧力が加えられ、部品１４０を硬化／固化させる。

図２〜図５で示されるように、部品１４０上にレイアップを追加及び硬化させるプロセスは、複数の層を追加及び硬化させる繰り返しのプロセスとして継続され、新しい「グリーン」層が部品１４０に追加され且つ硬化され、その後、更に新しい「グリーン層」が再び追加され得る。この技術を利用して、製造業者は、部品１４０が完成するまで、例えば、数千の層から成るインチの厚さを部品１４０に一度に追加することができる。

システム１００の動作の例示的な詳細が、図６に関連して説明される。本実施形態では、部品１４０が、直ちに硬化されるべきだが、未だツール１１０上に配置されていないことを想定する。

図６は、例示的な一実施形態における真空バッグ製造システム１００を利用するための方法６００を示すフローチャートである。方法６００のステップは、図１のシステム１００を参照しながら説明されるが、方法６００が、他の真空バッグ製造システムでも実行され得ることを当業者は理解するだろう。本明細書に記載のフローチャートのステップは、網羅的なものでなく、図示されていない他のステップを含み得る。本明細書に記載のステップは、他の順序でも実施され得る。

図６によれば、（複合チャージを備えた）部品１４０が、ツール１１０上面に配置され／横たえられる（ステップ６０２）。その後、例えば、図７〜図１０で説明される改良された幾何学的形状に適合するエッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）が、部品１４０と共に使用されるために選択され、複合チャージの外周に沿って配置／位置決めされる（ステップ６０４）。例えば、これらのエッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）。その後、図２〜図５に関連して上述されたように、真空バッグ１２０を備えた真空チャンバが、複合チャージ及びエッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）の周りに設けられる（ステップ６０６）。真空ホース１６０を介して真空チャンバ内で真空が引かれ（ステップ６０８）、エッジブリーザ１３２のベースから突出する支持部材を通過させて、複合チャージから気体が引き出される。エッジブリーザ１３２の性質が、エッジブリーザ１３２の支持部材及びベースの性質と共に、以下で詳細に説明される。部品１４０を統合された全体へと固化させるためにも、（例えば、部品１４０の内側の硬化剤／樹脂に、熱及び／又は圧力が加えられることを介して）部品１４０は硬化され得る。

図７〜図１０は、例示的な一実施形態における改良されたエッジブリーザ１３２単独の詳細な図である。具体的には、図７はエッジブリーザ１３２の斜視図であり、図８は前面図であり、図９は側面図であり、且つ、図１０は上面図である。

図７によれば、エッジブリーザ１３２は、製造されている製品の特性に応じて変動し得る長さ（Ｌ）の細長い本体１３３を有する。エッジブリーザは、幅（Ｗ）も有する。更に、本実施形態では、エッジブリーザ１３２が、そこを通って空気が自由にエッジブリーザ１３２に出入りし得るところの、オープンメッシュを形成する、オープンなパターン化された上面／構造８３０を画定する。丸められた端部キャップ８３４も、図７で示されている。端部キャップ８３４は、エッジブリーザ１３２を滑らかに終端させるように働くことによって、（例えば、図１で示されるような）真空バッグ１２０が、エッジブリーザ１３２の周りを圧縮し且つ傷付け、真空バッグ１２０を破裂させる潜在的な機会を低減させる。

１以上の流量計８９０が、エッジブリーザ１３２内で内的にエッジブリーザ１３２と連結され得るか、又はエッジブリーザ（例えば、図１で示される１３０、１３２、１３４、及び１３６）間でエッジブリーザ１３２と連結され得るかの何れかである。図８は、例示的な一実施形態におけるエッジブリーザ１３２の切断断面図を示す。具体的には、図７のビュー矢印（ｖｉｅｗａｒｒｏｗ）８によって視界が示されている。図８で示されるように、構造８３０は、円弧状の形態の断面を有する。図８は、エッジブリーザ１３２が、各々がベース８１０から突出した／突き出た、複数の内部の硬質支持部材／ピラー８２０を含むことを示している。ベース８１０から各支持部材８２０が突出する角度が、ベース８１０の端部８１２からの支持部材８２０の距離に応じる。短く言うと、各支持部材８２０は、構造８３０（及び／又は表面／構造８４０）に接する線とほぼ垂直な角度で構造８３０と接触するように角度が付けられている。

構造８３０は、それ自体で硬く、且つ、支持部材８２０間に編み込まれた複数の横／縦部材８３２から作られており、一方で、構造８４０は、支持部材８２０を相互連結する複数の横部材８４２から作られている。横部材８３２及び８４２は、ベース８１０に近い部分８２４ではなく、ベース８１０から遠位にある部分８２２において、支持部材８２０に固定されている。短く言うと、一実施形態では、構造８３０によって画定された円弧の半径が、構造８４０によって画定された円弧の半径よりも大きい。構造８３０と８４０との間の空間は、セル８７０へと更に分割され、部品（例えば、部品１４０）を硬化させるために使用された過剰な樹脂が、（ページの中へ、且つ、エッジブリーザ１３２の長さに沿って）通路８９２及び８９４を通る気流と大して干渉することなしに、セル８７０内に蓄積され得る。本明細書で使用される際に、構造８３０及び８４０は、圧力に対抗するそれらの断面強度が相当なものである（例えば、９０ＰＳＩ及び相当な熱に耐えることができる）ように説明される。そうは言っても、エッジブリーザ１３２が、かなり狭く（例えば、１インチの半分未満）且つかなり長い（例えば、何フィートもの）幾何学的形状を示すときに、エッジブリーザ１３２は、その長さに沿って未だある程度柔軟であり得る。

壁８６０が、ベース８１０の中央８１４の近くで、エッジブリーザ１３２の長さを通って／沿って（すなわち、長手方向に）走る、中空の円筒形状トンネル８６４を画定する。この実施形態では、流量計（例えば、図７の流量計８９０）のための配線８６２が、トンネル８６０内に配置される。配線８６２は、流量計８９０を（例えば、直列に）接続し、流量計（例えば、８９０）が配置された様々な場所でのエッジブリーザ１３２内の気流の測定を可能にする。今度は、これが、エッジブリーザ１３２の近傍での漏れが素早く突き止められることを可能にする。何故ならば、同じエッジブリーザ内の隣接する流量計８９０間の流量における突然の変動は、隣接する流量計８９０間でシステムに空気が予期されずに入ったか、又は隣接する流量計８９０間の何れかの場所で気流が排出されたことを示し得るからである。壁８６０から突出しているのは支持部材８５０であり、それらは、更なる実施形態で、壁８６０から放射状に広がり得る。各支持部材８５０及び／又は８２０の角度は、支持部材８５０／８２０が、部品の製造中にエッジブリーザ１３２のオープンなパターン化された構造８３０に加えられる、コラム圧縮（ｃｏｌｕｍｎｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を経験し、且つ、その押し付け力に対抗することを保証する。

圧縮荷重が支持部材８２０及び８５０に加えられる負荷の下では、エッジブリーザ１３２が、同様なやり方でトラス又はスペースフレームに力を分散させ、一方、その間に、少なくとも一部の横部材８３２及び／又は８４２は、引張荷重量を受ける（その他の横部材８３２及び８４２は、圧縮状態に置かれ得る）。すなわち、エッジブリーザ１３２の荷重の下で、横部材８３２及び／又は８４２の少なくとも一部は引張状態に置かれ、一方、支持部材８２０及び８５０は圧縮状態に置かれる。

長期間にわたり押し付け力及び高温に抵抗することができる軽量で再使用可能な構造を提供するという点において、図８で示されるようなエッジブリーザ１３２は有利である。エッジブリーザ１３２の軽量の性質は、特に、大きい複合部品（例えば、航空機の翼）に対して、エッジブリーザ１３２が先行技術のエッジブリーザよりも人間工学的に配置し易いことも保証する。図９は、構造８３０及び８４０を示し、それらは実際上かなりオープンであり、気流が通路８９２を介してエッジブリーザ１３２に自由に入ることを可能にする。構造８３０は、遮断されることがなく、ほぼ連続的である。一方、対照的に、支持体８２０が、構造８３０の下方にある構造８４０の連続性を遮断する。図１０は、上述の様々な構成要素を示す、エッジブリーザ１３２の上面図である。エッジブリーザ１３２に対して本明細書で示される個別の特徴は、非常に小さい。例えば、一実施形態では、各支持部材８２０の直径が約０．０１インチである。

エッジブリーザ１３２は、３Ｄプリンティング、溶融性コア製造プロセスの利用、ポリジェット製造、ステレオリソグラフィー（ＳＬＡ）、熱溶解積層法（ＦＤＭ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、ロストワックス鋳造、溶融性コア鋳造などの、任意の適切なプロセスを介して製造され得る。例えば、一実施形態では、エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）が、アクリルウレタンのフォトポリマーから成る単一の統合された３次元（３Ｄ）プリントされた部品である。そのような一実施形態は、特に、押し付け力に対する抵抗性を有し、したがって、事実上再使用可能であり得る。また更なる一実施形態では、各エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）が、ベース８１０及び１以上のオープン構造（８３０、８４０）を備えるが、如何なる支持体８２０又は８５０も含まない。そのような一実施形態では、各エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）が、真空バッグ（例えば、１２０）からの圧縮に抵抗するために、オープン構造（８３０、８４０）の円弧形状の圧縮抵抗性を頼りにする。また更なる別の一実施形態では、トンネル９６０が存在し得ず、且つ、オープン構造のための何れかの数のパターンが、エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）のために画定され得る。

図１１は、３Ｄプリンティングを介してエッジブリーザを製造するための方法１１００を示す。例えば、方法１１００は、１以上のエッジブリーザをプリントするために、任意の適切な３Ｄプリンターによって実施され得る。該方法は、ステップ１１０２で構造材料（例えば、３Ｄプリンティング材料）を加熱して液体にすること、ステップ１１０４で該液体を積み重ねてベースを形成すること、及びステップ１１０６でベースが固まるのを待つことを含む。形成されたベースを用いて、該方法は、液体を繰り返し１つのパターンで積み重ねて、ベースから突出する複数の支持部材を形成することであって、各支持部材がベースに近接した一部分及びベースから遠位にある一部分を備える、形成することを含む、ステップ１１０８へ続く。ステップ１１１０は、液体を１つのパターンで積み重ねて、支持部材の遠位部分を相互連結する複数の横部材を形成し、ベース上方にオープンなパターン化された構造を形成することを含む。ステップ１１１２は、液体が完成したエッジブリーザへと固まるのを待つことを含む。

図１２は、例示的な一実施形態における真空バッグ製造システムのブロック図である。図１２で示されているように、ツール１１０は、システム１００の底層を形成し、その上に、端部密封剤２２０、エッジブリーザ１３２及び１３４、並びに部品１４０が配置される。エッジブリーザ１３２と１３４は、各々、ベース１２０２、支持部材１２０４、及び横部材１２０６を備える。部品１４０は、下側層／プライ１４４、コア１４６、及び上側層／プライ１４２を備える。部品１４０は、分離膜１８０によって覆われている。分離膜１８０、並びにエッジブリーザ１３０、１３２、１３４、及び１３６上に、表面ブリーザ１９０が載置される。表面ブリーザ１９０とその下の構成要素は、真空バッグ１２０によってツール１１０上に密封され、真空バッグ１２０は、端部密封剤２２０を介してツール１１０に取り付けられる。プローブパッド２１０が、フィッティング１５０の近傍に小さいブリーザチャネルを提供し、フィッティング１５０に真空ホース１６０が取り付けられ、且つ、真空ホース１６０が真空バッグ１２０を貫通する。真空ホース１６０は、真空ポンプ１７０によって動力供給される。

図面を更に具体的に参照しながら、本開示の実施形態を、図１３に示す航空機の製造及び保守方法１３００、及び図１４に示す航空機１３０２に照らして説明する。製造前段階では、例示的な方法１３００が、航空機１３０２の仕様及び設計１３０４と、材料の調達１３０６とを含み得る。製造段階では、航空機１３０２の構成要素及びサブアセンブリの製造１３０８と、システムインテグレーション１３１０とが行われる。その後、航空機１３０２は、認可及び納品１３１２を経て運航１３１４に供され得る。顧客により運航されている期間に、航空機１３０２には、（修正、再構成、改修なども含み得る）定期的な整備および保守１３１６が予定される。

一実施形態では、部品１４０が、機体１１８の一部分を備え、エッジブリーザ１３０、１３２、１３４、及び１３６の使用を介して、構成要素及びサブアセンブリの製造１３０８の間に製造される。その後、部品１４０は、システムインテグレーション１３１０において航空機へと組み立てられ、その後、摩耗が部品１４０を使用不可能にするまで運航１３１４において利用され得る。その後、整備及び保守１３１６では、部品１４０が、捨てられ且つ新しく製造された部品１４０と交換され得る。エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）は、部品１４０を製造するために、構成要素及びサブアセンブリの製造１３０８を通して利用され得る。エッジブリーザ（１３０、１３２、１３４、１３６）は、摩耗又は損傷した部品１４０を修理又は調整するために、整備及び保守１３１６のためにも潜在的に利用され得る。

方法１３００の工程の各々は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば、顧客）によって実行され又は実施され得る。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであり得る。

図１４で示されるように、例示的な方法１３００によって製造される航空機１３０２は、複数のシステム１３２０及び内装１３２２を有する機体１３１８を含み得る。高次のシステム１３２０の例には、推進システム１３２４、電気システム１３２６、油圧システム１３２８、及び環境システム１３３０のうちの１以上が含まれる。任意の数の他のシステムも含まれ得る。航空宇宙産業の例を示しているが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用され得る。

本明細書中で具現化される装置及び方法は、製造及び保守方法１３００の任意の１以上の段階において採用され得る。例えば、製造段階１３０８に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機１３０２の運航中に製造される構成要素又はサブアセンブリと類似の方法で作製又は製造され得る。また、１以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせは、例えば、航空機１３０２の組み立てを実質的に効率化するか、又は航空機１３０２のコストを削減することにより、製造段階１３０８及び１３１０において利用され得る。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせのうちの１以上を、航空機１３０２の運航中に、例えば限定しないが、整備及び保守１３１６に利用することもできる。

本明細書で説明された様々な動作のうちの何れかは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの何らかの組み合わせとして実装された、コンピュータ制御が可能な要素によって管理／制御され得る。例えば、真空ポンプ１７０又は（図示せぬ）ロボットアームの動作は、専用の内部ハードウェアによって制御され得る。専用ハードウェア要素は、「プロセッサ」、「コントローラ」、又は類似の何らかの用語で称され得る。プロセッサによって提供される場合、単一の専用プロセッサによって、単一の共有プロセッサによって、又はそれらのうちの幾つかが共有であり得る複数の個別のプロセッサによって、機能が提供され得る。更に、「プロセッサ」又は「コントローラ」という用語の明確な使用は、ソフトウェアの実行が可能なハードウェアのみを表すと解釈されるべきでなく、非限定的に、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）若しくは他の回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェア記憶用のリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性ストレージ、ロジック、又は何らかの他の物理的ハードウェア構成要素若しくはモジュールなどを黙示的に含み得る。

また、ある要素が、その要素の機能を実施するためにプロセッサ又はコンピュータによって実行可能な指示命令として実装され得る。指示命令の幾つかの例は、ソフトウェア、プログラムコード、及びファームウェアである。指示命令は、その要素の機能をプロセッサに実施させるように、プロセッサによって実行されるときに動作可能である。指示命令はプロセッサによって可読な記憶装置に記憶され得る。記憶装置の幾つかの例は、デジタル若しくは半導体メモリ、磁気ディスク及び磁気テープなどの磁気記憶媒体、ハードドライブ、又は光学可読デジタルデータ記憶媒体である。

したがって、要約すると、本発明の第１の態様により下記が提供される。
Ａ１
硬質材料から形成された複合製造のためのエッジブリーザを備え、前記エッジブリーザが、
円弧を画定する断面を有する上部オープン構造を有する細長い本体、及び
前記上部構造の下にあり、且つ、前記細長い本体の長さに沿って延在する、前記細長い本体内の中空の通路を備え、
前記上部構造が、空気が通過して入り得るところのオープンメッシュを形成する複数の開口部を画定する、装置。
Ａ２
ベース、
前記ベースから突出する複数の支持部材であって、各支持部材が、前記ベースの近傍にある一部分及び前記ベースから遠位にある一部分を備えた、複数の支持部材、並びに
前記支持部材の前記遠位部分を相互連結して、前記上部構造を形成する、複数の横部材を更に備える、条項Ａ１に記載のエッジブリーザ。
Ａ３
前記上部構造が、前記支持部材に荷重を分散させて、前記支持部材を圧縮状態に置く間に、前記横部材にも荷重を分散させて、前記横部材のうちの少なくとも１つを引張状態に置くように構成される、条項Ａ２に記載のエッジブリーザ。
Ａ４
前記上部構造が、前記ベースを円弧状に覆う、条項Ａ２に記載のエッジブリーザ。
Ａ５
前記支持部材が、各々、前記ベースから所定の角度で突出し、前記支持部材の各々の前記角度は、前記ベースの端部までの前記支持部材の近さに基づいて決定され、且つ、各支持部材の前記角度は、前記支持部材が、部品の製造中に前記エッジブリーザの前記上部構造に加えられた、コラム圧縮を経験し、押し付け力に対抗することを保証する、条項Ａ２に記載のエッジブリーザ。
Ａ６
前記支持部材の遠位部分を相互連結する第２の複数の横部材であって、前記ベースの上方に第２のオープン構造を形成する、第２の複数の横部材を更に備える、条項Ａ２に記載のエッジブリーザ。
Ａ７
前記ベースの中央を通って連続する中空の円筒形状トンネルを画定する壁を更に備える、条項Ａ２に記載のエッジブリーザ。
Ａ８
前記壁から突出する複数の支持部材を更に備える、条項Ａ７に記載のエッジブリーザ。
Ａ９
前記エッジブリーザを通る気流を測定するように構成された流量計を更に備える、条項Ａ６に記載のエッジブリーザ。
Ａ１０
前記ベース、前記支持部材、及び前記横部材が、統合されている、条項Ａ６に記載のエッジブリーザ。
Ａ１１
前記ベース、前記支持部材、及び前記横部材が、統合されており、前記エッジブリーザが、３次元（３Ｄ）プリンターからプリンティングを介して製造される、条項Ａ２に記載のエッジブリーザ。
Ａ１２
前記上部構造が、格子状の構造を備える、条項Ａ２に記載のエッジブリーザ。
Ａ１３
前記エッジブリーザが、硬化されている複合製品から、前記エッジブリーザを通して、真空ラインの中へ気体を引き出す、前記真空ラインに連結されている、条項Ａ２に記載のエッジブリーザ。

本発明の更なる態様により、下記が提供される。
Ｂ１
複合製造システムであって、
複合材料部品を支持するように構成された表面を有する硬質ツール、
前記硬質ツール上のエッジブリーザであって、
ベースと、
前記ベースから突出する複数の支持部材と、
前記ベースから遠位にある前記支持部材の部分を相互連結して、前記ベースを覆う上部構造を形成する、複数の横部材とを備える、エッジブリーザ、
前記エッジブリーザ上に配置された表面ブリーザ、並びに
前記エッジブリーザ、前記表面ブリーザ、及び前記ツールの一部分を、周囲大気から密封する真空バッグを備える、システム。
Ｂ２
前記上部構造が、前記ベースを円弧状に覆う、条項Ｂ１に記載のシステム。
Ｂ３
前記支持部材が、各々、前記ベースから所定の角度で突出し、前記支持部材の各々の前記角度が、前記ベースの端部までの前記支持部材の近さに基づいて決定される、条項Ｂ１に記載のシステム。
Ｂ４
前記支持部材の遠位部分を相互連結する第２の複数の横部材であって、前記ベースの上方に第２の上部構造を形成する、第２の複数の横部材を更に備える、条項Ｂ１に記載のシステム。
Ｂ５
前記ベースの中央を通って連続する中空の円筒形状トンネルを画定する壁を更に備える、条項Ｂ１に記載のシステム。
Ｂ６
前記トンネルから突出する複数の支持部材を更に備える、条項Ｂ５に記載のシステム。
Ｂ７
前記エッジブリーザを通る気流を測定するように構成された流量計を更に備える、条項Ｂ５に記載のシステム。
Ｂ８
前記ベース、前記支持部材、及び前記横部材が、統合されている、条項Ｂ１に記載のシステム。
Ｂ９
オープンなパターン化された構造が、格子状の構造を備える、条項Ｂ１に記載のシステム。
Ｂ１０
前記上部構造が、前記支持部材に荷重を分散させて、前記支持部材を圧縮状態におく間に、前記横部材にも荷重を分散させて、前記横部材のうちの少なくとも１つを引張状態に置くように構成される、条項Ｂ１に記載のシステム。

本発明の更なる態様により、下記が提供される。
Ｃ１
複合製品を製造するための方法であって、
ツール上に複合チャージを配置すること、
前記複合チャージの外周に沿ってエッジブリーザを配置すること、
前記チャージ及び前記エッジブリーザの周りに真空チャンバを作り出すこと、
前記真空チャンバ内で真空引きすること、及び
前記エッジブリーザのベースから突出する支持部材を通過させて、前記複合チャージから気体を引き出すことを含む、方法。
Ｃ２
前記複合チャージ及び前記エッジブリーザ上に表面ブリーザを配置することを更に含む、条項Ｃ１に記載の方法。
Ｃ３
前記複合チャージを硬化させることを更に含む、条項Ｃ１に記載の方法。
Ｃ４
前記支持部材を通過させて気体を引き出すことが、各々が、前記ベースから突出し、且つ、オープンなパターン化された構造を支持する、複数の支持部材を通過させて気体を引き出すことを含む、条項Ｃ１に記載の方法。
Ｃ５
前記エッジブリーザが、気体が通過して前記エッジブリーザに自由に出入りし得るところの、円弧形状の断面を示す、条項Ｃ４に記載の方法。
Ｃ６
前記複合チャージ上に分離膜を付けることを更に含む、条項Ｃ１に記載の方法。
Ｃ７
前記真空チャンバ内で真空引きする間に、前記エッジブリーザの前記支持部材を圧縮状態に置き、前記エッジブリーザの横部材を引張状態に置くことを更に含む、条項Ｃ１に記載の方法。

本発明の更なる態様により、下記が提供される。
Ｄ１
エッジブリーザを製造するための方法であって、
構造材料を加熱して液体にすること、
前記液体を積み重ねてベースを形成すること、
前記ベースが固まるのを待つこと、
前記液体を繰り返し１つのパターンで積み重ねて、前記ベースから突出する複数の支持部材を形成することであって、各支持部材が前記ベースに近接した一部分及び前記ベースから遠位にある一部分を備える、形成すること、
前記液体を１つのパターンで積み重ねて、前記支持部材の前記遠位部分を相互連結する複数の横部材を形成し、前記ベース上方にオープンなパターン化された構造を形成すること、及び
前記液体が完成したエッジブリーザへと固まるのを待つことを含む、方法。

具体的な実施形態が本明細書に記載されたが、本開示の範囲はそれらの具体的な実施形態よって限定されるものでない。本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲及びその均等物によって規定されるものである。

Claims

硬質材料から形成された複合製造のためのエッジブリーザを備え、前記エッジブリーザが、
円弧を画定する断面を有する上部オープン構造を有する細長い本体、及び
前記上部オープン構造の下にあり、且つ、前記細長い本体の長さに沿って延在する、前記細長い本体内の中空の通路を備え、
前記上部オープン構造が、空気が通過して入り得るところのオープンメッシュを形成する複数の開口部を画定する、装置。
ベース、
前記ベースから突出する複数の支持部材であって、各支持部材が、前記ベースの近傍にある一部分及び前記ベースから遠位にある一部分を備えた、複数の支持部材、並びに
前記支持部材の前記遠位部分を相互連結して、前記上部オープン構造を形成する、複数の横部材を更に備える、請求項１に記載のエッジブリーザ。
前記上部オープン構造が、前記支持部材に荷重を分散させて、前記支持部材を圧縮状態に置く間に、前記横部材にも荷重を分散させて、前記横部材のうちの少なくとも１つを引張状態に置くように構成される、請求項２に記載のエッジブリーザ。
前記上部オープン構造が、前記ベースを円弧状に覆う、請求項２に記載のエッジブリーザ。
前記支持部材が、各々、前記ベースから所定の角度で突出し、前記支持部材の各々の前記角度は、前記ベースの端部までの前記支持部材の近さに基づいて決定され、且つ、各支持部材の前記角度は、前記支持部材が、部品の製造中に前記エッジブリーザの前記上部オープン構造に加えられた、コラム圧縮を経験し、押し付け力に対抗することを保証する、請求項２に記載のエッジブリーザ。
前記支持部材の遠位部分を相互連結する第２の複数の横部材であって、前記ベースの上方に第２のオープン構造を形成する、第２の複数の横部材を更に備える、請求項２に記載のエッジブリーザ。
前記ベースの中央を通って連続する中空の円筒形状トンネルを画定する壁を更に備える、請求項２に記載のエッジブリーザ。
前記壁から突出する複数の支持部材を更に備える、請求項７に記載のエッジブリーザ。
前記エッジブリーザを通る気流を測定するように構成された流量計を更に備える、請求項６に記載のエッジブリーザ。
前記ベース、前記支持部材、及び前記横部材が、統合されている、請求項６に記載のエッジブリーザ。
前記上部オープン構造が、格子状の構造を備える、請求項２に記載のエッジブリーザ。
前記エッジブリーザが、硬化されている複合製品から、前記エッジブリーザを通して、真空ラインの中へ気体を引き出す、前記真空ラインに連結されている、請求項２に記載のエッジブリーザ。
複合製造システムであって、
複合材料部品を支持するように構成された表面を有する硬質ツール、
前記硬質ツール上のエッジブリーザであって、
ベースと、
前記ベースから突出する複数の支持部材と、
前記ベースから遠位にある前記支持部材の部分を相互連結して、前記ベースを覆う上部構造を形成する、複数の横部材とを備える、エッジブリーザ、
前記エッジブリーザ上に配置された表面ブリーザ、並びに
前記エッジブリーザ、前記表面ブリーザ、及び前記ツールの一部分を、周囲大気から密封する真空バッグを備える、システム。
複合製品を製造するための方法であって、
ツール上に複合チャージを配置すること、
前記複合チャージの外周に沿ってエッジブリーザを配置すること、
前記チャージ及び前記エッジブリーザの周りに真空チャンバを作り出すこと、
前記真空チャンバ内で真空引きすること、及び
前記エッジブリーザのベースから突出する支持部材を通過させて、前記複合チャージから気体を引き出すことを含む、方法。
前記支持部材を通過させて気体を引き出すことが、各々が、前記ベースから突出し、且つ、オープンなパターン化された構造を支持する、複数の支持部材を通過させて気体を引き出すことを含む、請求項１４に記載の方法。