JP6902875B2 - 複合部品の動的成形ツール - Google Patents

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Description

本開示は、硬化性複合部品の分野に関し、より具体的には複合部品の成形ツールに関する。
多数の複合部品(例:航空機の翼等の炭素繊維製品)は、真空バッグ製造プロセスを介して製造される。これらの技術を活用し、構成材料の層・プライがレイアップされて積層板が形成され、真空バッグによって成形ツールに押し付けられる。真空バッグにより外形に圧力がかかり、成形ツールの表面に当接して層が固化する。積層板は更に、好適に成形された複合部品を形成するために硬化されうる。
複雑な形状を呈する複合部品においては、(例えば成形中に積層板が垂れ下がったりしないように)成形前及び/又は成形中に積層板を十分に支持する成形ツールを設計することは難しく、また成形プロセス中に積層板が複雑な形状に達することを可能にすることも困難である。従って、複合部品の設計者は、改良された複合物の成形技術を追求し続ける。
本書に記載される実施形態は、積層板を複合部品の所望の形状に成形しながら、積層板の形状を動的に変化させることができる成形ツールを用いる。これにより、真空バッグ成形プロセスを用いて、複雑な複合部品を製造することが可能になる。成形ツールは、(真空バッグあるいは他の手段を介して加えられた圧力に応じて)成形ツール自体の形状を調節することによって、この有益な結果を達成することができる。
一実施形態は、積層板の形状を動的に変える成形ツールを含む。成形ツールは、多層積層板の第1の部分を保持する本体と、第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた積層板の第2の部分を保持するプラットフォームとを含む。成形ツールはまた、積層板の層の間にせん断応力が発生するように、積層板の成形中に第1の部分に対して第2の部分を再配置するバイアス装置も含む。
別の実施形態は、積層板の形状を動的に変える方法である。本方法は、成形ツールの本体上の第1の部分と、成形ツールのプラットフォーム上の第2の部分とを含む多層積層板をレイアップすることを含む。第2の部分は、第1の部分に一直線に揃えて位置決めされる。本方法はまた、真空バッグで積層板を覆うことと、積層板の成形中に第1の部分に対して第2の部分を再配置することと、積層板の層の間にせん断応力を発生させることも含む。
別の実施形態は、成形ツールと、成形ツール上にレイアップされた多層積層板を含むシステムである。システムはまた、積層板を覆う真空バッグも含む。成形ツールは、積層板の第1の部分を保持する本体と、第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた積層板の第2の部分を保持するプラットフォームとを含む。成形ツールはまた、積層板の層の間にせん断応力が発生するように、積層板の成形中に第1の部分に対して第2の部分を再配置するバイアス装置も含む。
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。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して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は、以下の説明および添付図面を参照して更に詳細に理解可能である。
本開示の幾つかの実施形態を、添付図面を参照し例示としてのみ説明する。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。
例示的な実施形態における真空バッグ製造システムを示す図である。 例示的な実施形態における真空バッグ製造システムの作製を示す断面図である。 例示的な実施形態における真空バッグ製造システムの作製を示す断面図である。 例示的な実施形態における真空バッグ製造システムの作製を示す断面図である。 例示的な実施形態における真空バッグ製造システムの作製を示す断面図である。 例示的な実施形態における第1の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における第1の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における成形が始まった後の第1の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における成形が始まった後の第1の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における成形ツールを示す拡大図である。 例示的な実施形態における成形ツールを示すブロック図である。 例示的な実施形態における成形ツールを操作する方法を示すフロー図である。 例示的な実施形態における第2の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における第2の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における成形が始まった後の第2の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における成形が始まった後の第2の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における第3の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における第3の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における成形が始まった後の第3の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における成形が始まった後の第3の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における第4の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における第4の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における成形が始まった後の第4の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における成形が始まった後の第4の成形ツールを示す図である。 例示的な実施形態における完成した複合部品を示す斜視図である。 例示的な実施形態における航空機の製造及び整備方法を示すフロー図である。 例示的な実施形態における航空機を示すブロック図である。
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。従って、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、本明細書に記載のいかなる実施例も、本開示の原理の理解を助けるためのものであり、具体的に記載されたそれらの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、特許請求項の範囲及びその均等物によって限定される。
図1〜5は、真空バッグ技術を介して複合部品を成形する及び/又は硬化させる例示的な技術を示す図である。具体的には、これらの図面は、複合部品の真空バッグ成形のための構成材料(例:炭素繊維)の積層板を作製するために実施されうる、例示的な作製及び調整プロセスを示す図である。
図1は、例示的な実施形態における真空バッグ製造システム100を示すブロック図である。システム100は、積層板140を固化、成形、及び/又は硬化させて複合部品(例:航空機の翼あるいは他の何らかの好適な構成要素等の繊維強化複合部品)を形成する真空バッグ技術を用い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からなる。
この実施形態では、システム100は、製造中に積層板140がそれに沿って一致する表面を形成する成形ツール110を含む。積層板140は、硬化性樹脂、又は何らかの好適な硬化性積層板をすでに含む「プリプレグ」炭素繊維積層板を含みうる。図1に示すように、積層板140は、ツール110(例えば改良された動的に再成形可能なツール)上の積層板140を囲むためにエッジ封止材122を介してテープで貼付けされた/密封された真空バッグ120を介してツール110上の適所に保持される。積層板140を囲むエッジ通気孔130、132、134及び136は、真空バッグ120を介して積層板140に対して密封される。エッジ通気孔(130、132、134、136)により、硬化プロセスからの空気及び揮発性ガスが真空バッグ120内で移動するための通路が得られる。これらの揮発性ガスはその後、真空ライン160の取付具として機能するポート150を介して真空バッグ120から排出される。真空ライン160は、この実施形態ではコンプレッサ170によって動力供給される。
一実施形態の工程の間、コンプレッサ170は真空バッグ120から空気を排出させうる。真空バッグ120下の空気を除去することで、大気圧により真空バッグを積層板140に当接して押し付けることが可能になる。これにより、積層板140がツール110と一致するように、真空バッグ120が積層板140に当接して保持される。この圧力により、真空バッグ120がエッジ通気孔(130、132、134、136)にぴったり一致するようにもなる。これにより、積層板140が硬化する時に、積層板140がツール110の外形にぴったり当接して保持されるという利点が得られ、また、そうでなければ硬化プロセス中に形成されるであろう気泡が抜けるという利点も得られる。硬化プロセス自体は更に、(例えばオートクレーブ内で)相当量の圧力及び/又は熱を加えることを伴いうる。
図2〜5は、例示的な実施形態においてシステム100が組み立てられているところを示す、システム100の側面断面図である。この図は、図1の矢印2によって表される。システム100の詳しい説明は従って、図2〜5に対して提供され、真空バッグ製造を促進するために様々な構成要素が組み立てられうる順序が記載される。図2に、停止しているツール110を示す。ツール110の上に置かれた部品が、硬化プロセス中に及び/又は硬化プロセス後にツール110に固着しないように、ツール110の上面111が離型剤112でコーティングされうる。積層板140の層/プライ144のように、エッジ通気孔(例:132、134)がツール110上に置かれる。図3に、積層板140のレイアップが完了したところを示す。この実施形態では、積層板140は層/プライ142及び144、及びコア146で構成されているが、別の実施形態では、コア146の代わりに硬い積層複合物が使われうる。積層板140には、いずれかの好適な複合構造を用いることができる。エッジ通気孔132及び134は積層板140の近くに配置され、積層板140の近くの空気が積層板140から排出される通り道として機能する。これにより、積層板140の硬化が気泡(図示せず)によって妨げられなくなる。
図4に、エッジ通気孔(例132、134)の周囲のツール110上にエッジ封止材122(例:両面テープ)を貼り付けたところを示す。図4に更に、積層板140への分離膜180の適用、及び分離膜180の上への表面通気孔190、及びエッジ通気孔132及び134の適用を示す。分離膜180は、積層板140が他の構成要素にくっつかないようにする透過性テフロン層を含みうる。エッジ通気孔(130、132、134、136)は、表面通気孔190と組み合わせて、硬化前及び/又は硬化中に積層板140から空気及び揮発性ガスが出ていく通路を形成する。具体的には、表面通気孔190は、空気が移動してシステムから出ていく多孔の通り道を提供する。
図5によれば、表面通気孔190とその下の構成要素が、エッジ封止材122を介してツール110に取り付けられた真空バッグ120によってツール110上に密封される。プローブパッド210により、真空ホース160が取り付けられるポート150の近くに小さな通気孔チャネルが得られる。真空ホース160は次に、真空バッグ120から空気を排出させることができ、これによりツール110上に積層板140が押し付けられる。積層板140を硬化させる/固化するために、熱及び/又は圧力が加えられ得る。
幾つかの実施形態では、積層板140の硬化が完了した後で、構成材料の追加の層が積層板140上に加えられうる。上記実施形態では、新たな「未加工の」層が積層板140に加えられて硬化され、その後追加の新たな「未加工の層」が再び加えられる。この技術を用いて、製造者は積層板140が完成するまで積層板140に一度に数千インチの厚さを加えることができる。別の実施形態では、積層板140の全体を一気にレイアップしてプリフォームを形成し、一気に硬化させることができる。
従来のツーリングは本来静的であるが、本書に記載される改良された成形ツールは、成形プロセス中に形状を変えることができ、これにより進歩した複雑な複合部品の作製が可能になる。システム100(具体的には、システム100によって用いられうる成形ツール)の操作の例示的な詳細を、以下の図面を参照して説明する。
図6〜7は、例示的な実施形態における第1の成形ツール600を示す図である。具体的には、図6は、図1の矢印6によって示される成形ツールの側面図であり、図7は、図6の矢印7によって示される前面図である。成形ツール600は、所望の形状を形成するために、成形中に積層板140を成形することができる任意の物体を備える。更に、成形ツール600は、成形中にその形状を変えることができる(そしてこれにより、積層板140の形状を変化させる)。例えば、成形ツール600は、成形中に真空バッグ120により加えられる圧力に応じてその形状が変化しうる。これにより、積層板140を何らかの様々な複雑な形状に成形しながらも、積層板140を迅速に効率的にレイアップすることが可能となる。図6に示すように、積層板140の部分1122は、プラットフォーム620の上にレイアップされ、積層板140の部分1124は本体610の上にレイアップされる。
この実施形態では、成形ツール600は、本体610、支持要素614、可動プラットフォーム620、及びバイアス装置630を含む。積層板 140は、本体610の上面612をカバーし、距離Dの横方向の隙間616にまたがり、プラットフォーム620の上面622上に延びるように、レイアップされる。図6に示すように、真空バッグ120は積層板140をカバーし、成形ツール600に対して密封される。しかしながら、明確に示すために、真空バッグ120は図示していない。バイアス装置630が支持要素614に取り付けられ、真空バッグ120により成形ツール600に加えられる圧力に応じて、プラットフォーム620が再配置されうる。バイアス装置630は、バネ、密封エアピストン等の受動装置を備えうる、あるいは電子入力に応じてプラットフォーム620を再配置することができるアクチュエータ(例えば線形アクチュエータ又は論理駆動エアピストン)等の能動装置を備えうる。
図8〜9は、例示的な実施形態において成形が始まった後の成形ツール600を示す図である。具体的には、図8は側面図であり、図9は前面図である。これらの図に示すように、プラットフォーム620が高さHだけ下降すると、積層板140の部分1122の形状が変化する。
図10は、例示的な実施形態における成形ツール600の拡大図である。具体的には、図10は、図8のエリア1000の拡大図である。プラットフォーム620の高さが距離Dにわたって下降すると、せん断ゾーンS1に沿って層142及び144に相互に対するせん断力が発生する。この層間せん断力は、硬化が行われている間、積層板140の層が互いに適切に位置決めされるのに望ましいものでありうる。これにより、層が、下層144が上層142をわずかに越えて延びるように「電話帳」配置に位置決めされる。上記実施例では、積層板140の形状が変化すると、個々の層142と144が互いに滑動する。上記滑動により、曲る時に、層142の直線距離が層144の直線距離よりも長かったとしても、皺が形成されなくなる。
図11は、例示的な実施形態における成形ツール600のブロック図である。図11によれば、成形ツール600は、上面612を有する本体610を含む。成形ツール600は更に、バイアス装置630が取り付けられた支持要素614を含む。バイアス装置630は、プラットフォーム620を移動させる。バイアス装置630が例えば動的エアピストン等の能動性マシンを備える実施形態では、コントローラ1150がバイアス装置630の操作を指示する。コントローラ1150は例えば、カスタム回路として、プログラムされた命令を実行するプロセッサとして、又はこれらの何らかの組み合わせとして実装され得る。積層板140は、本体610の表面612と、プラットフォーム620の表面622の上に置かれる。つまり、積層板140の第1の部分1124により表面612がカバーされ、積層板140の第2の部分1122により表面622がカバーされる。真空バッグ120は複合積層板140をカバーし、成形ツール600に対して密封される。自動繊維配置(AFP)AFP機1160は、コントローラ1150からの命令に基づいて積層板140をレイアップしうる。
成形ツール600の操作の例示的な詳細を、図12に関して説明する。この実施形態においては、ユーザが、(例えば成形ツール600に離型剤を適用することによって)積層板140を受け入れるように成形ツール600を準備していると仮定する。
図12は、例示の実施形態における成形ツール600を操作する方法1200を示すフロー図である。方法1200のステップを図6の成形ツール600を参照して説明したが、当業者は方法400が真空バッグ硬化に使用される他の システムで実施され得ることを理解するであろう。本明細書に記載のフロー図のステップは網羅的でなく、図示し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また、他の順序で実施され得る。更に、本書に記載される技術は、硬い積層板、及び(例えばそのコアの物理特性に応じて)コアを含む積層板に実施されうる。
積層板140は、(例えばコントローラ1150からの命令に基づいてAFP機1160によって)積層板140の第1の部分1112が本体610上にレイアップされ、積層板140の第2の部分1122が横方向の隙間616にまたがるようにプラットフォーム620の表面622上にレイアップされるように、成形ツール600上にレイアップされる(ステップ1202)。次に、積層板140が、(コントローラ1150からAFP機1160又は作業員への命令に基づいて)真空バッグ120によってカバーされる(ステップ1204)。真空バッグ120が積層板140の上で適所に配置されると、真空バッグ120において圧力がかけられ、積層板140が成形ツール600にぴったり一致するように押し付けられうる。
このプロセスの一部として、真空バッグ120によって加えられる圧力が、成形中にプラットフォーム620を保持するためにバイアス装置630によって加えられる力を上回りうる。これにより、プラットフォーム620の位置及び/又は方向付けが変化する。あるいは、コントローラ1150が、(例えば圧力センサからの入力を介して)真空バッグ120からの圧力の高まりを検出することができ、バイアス装置630にプラットフォーム620、従って部分1122を最配置するように動的に指示することができる(ステップ1206)。これにより、図10に示すように、積層板140の部分1122の形状の変化が起きる。これにより、積層板140の層142と層144との間にせん断応力が発生し、せん断応力により、成形が完了した後の積層板140の強度が有益に高められる。
上述した技術を用いて、積層板により複雑な形状を形成することが可能になるように、真空バッグ成形中に積層板の形状を動的に変化させることができる。更に、積層板のレイアッププロセスの複雑性を高めることなく、これらの技術を用いることができ、これにより複雑な部品を加工するのに伴う労力が削減される。
実施例
下記の実施例では、更なるプロセス、システム、及び方法を、成形中に積層板140の形状を動的に変化させる成形ツールとの関連で説明する。図13〜16は、ヒンジ機構を用いた第2の成形ツールを示し、図17〜20は、樹脂の浸入を最小限に抑える位置に位置づけされた支持溝を有する第3の成形ツールを示し、図21〜24は、複雑な部品を作製することができる複数のプラットフォーム成形ツールを示す図である。
図13〜14は、例示的な実施形態における第2の成形ツール1300を示す図である。具体的には、図13は側面図であり、図14は前面図である。この実施形態では、成形ツール1300は、本体1310と、可動プラットフォーム620を含む。図13に示すように、積層板140の部分1122はプラットフォーム1320の上にレイアップされ、積層板140の部分1124は本体1310の上にレイアップされる。支持体1312は本体1310から延び、ピン1322と共にプラットフォーム1320に固定されたヒンジ1326を形成する。真空バッグ120は、図13に示すように、積層板140と成形ツール600を覆う。しかしながら、明確にするために、真空バッグ120は図14に図示していない。バネ1324は、ピン1322と、本体1310の位置1325に取り付けられる。バネ1324は、本体1310とほぼ同じ高さにプラットフォーム1320を維持できる静止力を提供する。しかしながら、バネ1324は、真空バッグ120から空気が抜かれる時に加わる圧力(例:約1気圧)に応じて、偏向する。これにより、真空バッグ120の圧力がかかると、プラットフォーム1320がヒンジ1326の周りで回転する。図15〜16は、例示的な実施形態において成形が始まった後の成形ツール1300を示す図である。具体的には、図15は側面図であり、図16は前面図である。これらの図に示すように、プラットフォーム1320が角度θ(例:90°)で回転し、積層板140の形状が変化する。
図17〜18は、例示的な実施形態における第3の成形ツール1700を示す図である。この実施形態では、成形ツール1700は、プラットフォーム1720から突出している延伸部1722と嵌合する溝1712を含む。溝1712内のバネ1714は、プラットフォーム1720の動きを作動させる機構として動作する。図19〜20に示すように、真空バッグ120からの圧力が増加して、本体1710に合わせて位置決めされたプラットフォーム1720を保持するためにバネ1714によって加えられている静止力を上回ると、プラットフォーム1720が高さHだけ下降する。これにより、図19の位置1950において、層間せん断が起こる。
図21〜22は、例示的な実施形態における第4の成形ツール2100を示す図である。成形ツール2100は、本体2110、支持要素2114、プラットフォーム2120及び2140、及びバイアス装置2130及び2150を含む。各バイアス装置(2130、2150)は、その対応するプラットフォームの高さを、真空バッグ120からの圧力に応じて異なる量だけ調節することができる。例えば、図23〜24に示すように、プラットフォーム2120は高さH1だけ下降し、プラットフォーム2140は高さH2だけ下降する。
図25は、例示的な実施形態の完成した複合部品2500を示す斜視図である。複合部品2500は、例えば成形ツール2100によって加工されうる。複合部品2500は、側壁2512及び2514によって画定されるCチャネル2510を呈し、複合部品2500はまたシェアタイ2520も呈する。Cチャネル2510は、図21のプラットフォーム2140の動作によって作製され、シェアタイ2510は、図21のプラットフォーム2120の動作によって作製される。
本開示の実施形態を、図面を更に具体的に参照しながら、図26に示す航空機の製造及び整備方法2600、及び図27に示す航空機2602に照らして説明する。製造前の段階では、例示的な方法2600は、航空機2602の仕様及び設計2604と、材料の調達2606とを含み得る。製造段階では、航空機2602の構成要素及びサブアセンブリの製造2608とシステムインテグレーション2610とが行われる。その後、航空機2602は、認可及び納品2612を経て運航2614に供され得る。顧客による運航中、航空機2602には、改造、再構成、改修なども含み得る、定期的な保守及び整備2616が予定されている。
方法2600の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び/またはオペレータ(例えば顧客)によって実行され、または実施され得る。本明細書の目的に関しては、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み得、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み得、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27に示すように、例示的な方法2600によって製造された航空機2602は、複数のシステム2620及び内装2622を備えた機体2618を含みうる。高レベルのシステム2620の例には、推進システム2624、電気システム2626、油圧システム2628、及び環境システム2630のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。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うる。
本明細書中で具現化される装置及び方法は、製造及び整備方法2600の任意の一又は複数の段階において用いられうる。例えば、製造段階2608に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機2602の運航期間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うる。また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせは、例えば、航空機2602の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機2602のコストを削減することにより、製造段階2608及び2610で利用されうる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせのうちの一又は複数を、航空機2602の運航中に、例えば限定しないが、保守及び整備2616に利用することができる。
一実施形態では、積層板140は機体118の一部を含み、上述した改良された成形ツールの使用を介して、構成要素及びサブアセンブリの製造1108の間に加工される。積層板140は次に、システムインテグレーション1110において組み立てられて航空機が形成され、その後摩耗により積層板140が使用不能となるまで運航1114において用いられうる。次に、保守及び整備1116において、積層板140が廃棄され、上述した改良された成形ツールを使用して作製された新たに製造された積層板140に交換されうる。積層板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1108の間ずっと、成形ツール(600、1300、1700、2100)が用いられうる。
本明細書に記載される、あるいは図面に示す様々な演算要素及び/又は制御要素の内の任意のものが、ハードウェア、プロセッサにより実行されるソフトウェア、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得る。例えば、ある要素が専用ハードウェアとして実装され得る。専用ハードウェア要素は、「プロセッサ」、「コントローラ」、又は同様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」の語の明確な使用は、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)もしくは他の回路、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、ロジックもしくは何らかの他の物理的ハードウェアコンポーネントもしくはモジュールなどを暗黙的に含み得る。
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命令として実装され得る。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。命令は、その要素の機能を実施するようにプロセッサに指示するため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。命令はプロセッサが可読なストレージデバイスに記憶され得る。ストレージデバイスの幾つかの例は、デジタルもしくはソリッドステートメモリ、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.装置であって、
多層積層板の第1の部分を保持する本体と、
第1の部分一直線に揃えて位置決めされた積層板の第2の部分を保持するプラットフォームと、
積層板の層の間にせん断応力が発生するように、積層板の成形中に第1の部分に対して第2の部分を再配置するバイアス装置と
を備える成形ツール
を備える装置。
A2.積層板を覆う真空バッグにより成形中に成形ツールに圧力が加えられる前に、プラットフォームが第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた積層板の第2の部分を保持し、
プラットフォームが成形中に積層板の形状を変えるように、バイアス装置が圧力に応じてプラットフォームを再配置する、
段落A1に記載の装置もまた提供される。
A3.バイアス装置がプラットフォームを垂直に動かすことによって、第2の部分を再配置する、
段落A1に記載の装置もまた提供される。
A4.プラットフォームが横方向の隙間によって本体から分離され、
積層板の各層が隙間にまたがっており、
プラットフォームを垂直に動かすことでせん断応力が発生する、
段落A3に記載の装置もまた提供される。
A5.プラットフォームが、
積層板と接触する上面と、
本体に接続されたヒンジとを備え、
バイアス装置がヒンジの周りでプラットフォームを回転させることによって、第2の部分を再配置する、
段落A1に記載の装置もまた提供される。
A6.バイアス装置がエアピストンを備える、
段落A1に記載の装置も提供される。
A7.バイアス装置がバネを備える、
段落A1に記載の装置も提供される。
A8.本体が、プラットフォームから突出している延伸部と嵌合する溝を備える、
段落A1に記載の装置も提供される。
A9.積層板の異なる部分を各々保持し、対応するバイアス装置によって各々再配置される複数のプラットフォーム
を更に備える、A1に記載の装置もまた提供される。
本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。
B1.多層積層板を成形ツール上にレイアップすることであって、成形ツールの本体上にレイアップされた第1の部分と、成形ツールのプラットフォーム上に第1の部分に一直線に揃えて位置決めされるようにレイアップされた第2の部分とを含む積層板をレイアップすることと、
真空バッグで積層板を覆うことと、
積層板の層の間にせん断応力が発生するように、積層板の真空バッグ成形中に第1の部分に対して第2の部分を再配置することと
を含む方法。
B2.真空バッグにより成形中に成形ツールに圧力が加えられる前に、第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた積層板の第2の部分を保持することと、
プラットフォームが成形中に積層板の形状を変えるように、圧力に応じてプラットフォームを再配置することと
を更に含む、段落B1に記載の方法。
B3.第2の部分を再配置することが、プラットフォームを垂直に動かすことを含む、
段落B1に記載の方法もまた提供される。
B4.プラットフォームから本体を分離させる横方向の隙間を渡って積層板をレイアップすること
を更に含み、
プラットフォームを垂直に動かすことで、せん断応力が発生する、段落B3に記載の方法もまた提供される。
B5.第2の部分を再配置することが、
本体に接続されたヒンジの周囲でプラットフォームを回転させること
を含む、段落B1に記載の方法もまた提供される。
B6.真空バッグにより圧力が加えられている間に、積層板を硬化させて複合部品を形成することと、
成形ツールから複合部品を取り外すことと、
成形ツール上に新たな積層板をレイアップすることと
を更に含む、段落B1に記載の方法もまた提供される。
本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。
C1.システムであって、
成形ツールと、
成形ツール上にレイアップされた多層積層板と、
積層板を覆う真空バッグと
を備え、
成形ツールは、
積層板の第1の部分を保持する本体と、
第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた積層板の第2の部分を保持するプラットフォームと、
積層板の層の間にせん断応力が発生するように、積層板の成形中に第1の部分に対して第2の部分を再配置するバイアス装置と
を備えるシステム。
C2.真空バッグにより成形中に成形ツールに圧力が加えられる前に、プラットフォームが第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた積層板の第2の部分を保持し、
プラットフォームが成形中に積層板の形状を変えるように、バイアス装置が圧力に応じてプラットフォームを再配置する、
段落C1に記載のシステム。
C3.プラットフォームが横方向の隙間によって本体から分離され、
積層板の各層が隙間にまたがっており、
プラットフォームを垂直に動かすことでせん断応力が発生する、
段落C1に記載のシステムもまた提供される。
C4.プラットフォームが、
積層板と接触する上面と、
本体に接続されたヒンジとを備え、
バイアス装置がヒンジの周りでプラットフォームを回転させることによって、第2の部分を再配置する、
段落C1に記載のシステムもまた提供される。
C5.バイアス装置がエアピストンを備える、
段落C1に記載のシステムもまた提供される。
C6.バイアス装置がバネを備える、
段落C1に記載のシステムもまた提供される。
C7.本体が、プラットフォームから突出した延伸部と嵌合する溝を備える、
段落C1に記載のシステムもまた提供される。
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によって限定されるものではない。本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲及びその全ての均等物によって規定されるものである。

Claims (11)

  1. 装置であって、該装置は、
    多層積層板の第1の部分を保持する本体と、
    前記第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた前記積層板の第2の部分を保持するプラットフォームと、
    前記積層板の層の間にせん断応力が発生するように、前記積層板の成形中に前記第1の部分に対して前記第2の部分を再配置するバイアス装置と
    を備える成形ツール
    を備え
    前記プラットフォームが、
    前記積層板と接触する上面と、
    前記本体に接続されたヒンジとを備え、
    前記バイアス装置が前記ヒンジの周りで前記プラットフォームを回転することによって、前記第2の部分を再配置する、装置。
  2. 前記積層板を覆う真空バッグにより成形中に前記成形ツールに圧力が加えられる前に、前記プラットフォームが前記第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた前記積層板の前記第2の部分を保持し、
    前記プラットフォームが成形中に前記積層板の形状を変えるように、前記バイアス装置が前記圧力に応じて前記プラットフォームを再配置する、
    請求項1に記載の装置。
  3. 前記バイアス装置がエアピストンを備える、
    請求項1に記載の装置。
  4. 前記バイアス装置がバネを備える、
    請求項1に記載の装置。
  5. 装置であって、該装置は、
    多層積層板の第1の部分を保持する本体と、
    前記第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた前記積層板の第2の部分を保持するプラットフォームと、
    前記積層板の層の間にせん断応力が発生するように、前記積層板の成形中に前記第1の部分に対して前記第2の部分を再配置するバイアス装置と
    を備える成形ツール
    を備え、
    前記本体が、前記プラットフォームから突出している延伸部と嵌合する溝を備える、装置。
  6. 前記バイアス装置が前記プラットフォームを垂直に動かすことによって、前記第2の部分を再配置する、請求項5に記載の装置。
  7. 前記プラットフォームを垂直に動かすことで、前記せん断応力が発生する、請求項6に記載の装置。
  8. 前記積層板の異なる部分を各々保持し、対応するバイアス装置によって各々再配置される複数のプラットフォーム
    を更に備える、請求項1に記載の装置。
  9. 多層積層板を成形ツール上にレイアップすることであって、成形ツールの本体上にレイアップされた第1の部分と、前記成形ツールのプラットフォーム上に前記第1の部分に一直線に揃えて位置決めされるようにレイアップされた第2の部分とを含む積層板をレイアップすることと、
    真空バッグで前記積層板を覆うことと、
    前記積層板の層の間にせん断応力が発生するように、前記積層板の真空バッグ成形中に前記第1の部分に対して前記第2の部分を再配置することと
    を含む方法であって、
    前記第2の部分を再配置することが、前記本体に接続されたヒンジの周囲で前記プラットフォームを回転させることを含む、方法
  10. 前記真空バッグにより成形中に前記成形ツールに圧力が加えられる前に、前記第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた前記積層板の前記第2の部分を保持することと、
    前記プラットフォームが成形中に前記積層板の形状を変えるように、前記圧力に応じて前記プラットフォームを再配置することと
    を更に含む、請求項に記載の方法。
  11. システムであって、該システムは、
    成形ツールと、
    前記成形ツール上にレイアップされた多層積層板と、
    前記積層板を覆う真空バッグと
    を備え、
    前記成形ツールは、
    前記積層板の第1の部分を保持する本体と、
    前記第1の部分に一直線に揃えて位置決めされた前記積層板の第2の部分を保持するプラットフォームと、
    前記積層板の層の間にせん断応力が発生するように、前記積層板の成形中に前記第1の部分に対して前記第2の部分を再配置するバイアス装置と
    を備え
    前記プラットフォームが、
    前記積層板と接触する上面と、
    前記本体に接続されたヒンジとを備え、
    前記バイアス装置が前記ヒンジの周りで前記プラットフォームを回転することによって、前記第2の部分を再配置する、システム。
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