JP7002559B2 - 熱硬化性複合材を目標硬化状態まで硬化させるシステム及び方法 - Google Patents
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Description
閾値温度を超えるまで前記TSCを加熱すること、
前記加熱中において、
(i)前記TSCの実温度を監視すること、
(ii)前記TSCが到達した最高温度を特定すること、
(iii)前記TSCの前記実温度が前記閾値温度を超えているときの経過時間を特定すること、
少なくとも部分的には、前記TSCの前記最高温度と前記経過時間とに基づいて前記加熱を停止すること、を含む、方法。
(i)前記目標SOCに到達するための前記最高温度の値と対応する前記経過時間の値との間の関数的な関係を示す処理相関曲線、
(ii)前記目標SOCに到達するための前記最高温度の値と対応する前記経過時間の値との対を表示する処理相関ルックアップテーブル、
(iii)前記目標SOCに到達するための前記最高温度の値と対応する前記経過時間の値との関数的な関係を示す処理相関関数、のうちの少なくともいずれか1つを含む、付記A3~A6のいずれかに記載の方法。
(ii)前記方法が、前記TSCの半経験的モデル、前記TSCの硬化反応態様、及び、前記TSCの熱伝達モデルから前記処理相関を導出することをさらに含むか、
(iii)前記処理相関が実験的に導出されたものであるか、
(iv)前記方法が、前記処理相関を実験的に導出することをさらに含むか、のうちの少なくとも1つを満たす、付記A3~A7のいずれかに記載の方法。
(i)前記TSCの加熱中に用いられる複数の異なる加熱環境温度、
(ii)前記TSCの複数の異なる加熱速度、
(iii)前記TSCの複数の異なる厚み、
(iv)前記TSCの複数の異なる熱伝達係数、
(v)前記加熱中に前記TSCを支持する支持マンドレルの複数の異なる厚み、
(vi)前記支持マンドレルの複数の異なる熱伝達係数、のうちの少なくとも1つを含む、付記A12に記載の方法。
(i)前記TSCへの対流伝熱による加熱、
(ii)前記TSCへの伝導伝熱による加熱、
(iii)前記TSCへの放射伝熱による加熱、のうちの少なくとも1つを含む、付記A1~A15のいずれかに記載の方法。
(i)炉に入れて加熱すること、
(ii)オートクレーブに入れて加熱すること、
(iii)前記加熱中に、前記TSCを支持する支持マンドレルを加熱すること、のうちの少なくとも1つを含む、付記A1~A16のいずれかに記載の方法。
(i)前記最高温度より高いか、或いは、
(ii)上限温度閾値より低いか、のうちの少なくともいずれか一方である、付記A22に記載の方法。
(i)少なくとも80℃、少なくとも90℃、少なくとも93.3℃、少なくとも100℃、少なくとも110℃、少なくとも120℃、少なくとも130℃、少なくとも140℃、少なくとも150℃、少なくとも160℃、少なくとも170℃、少なくとも179.4℃、少なくとも180℃、少なくとも190℃、又は、少なくとも200℃であるか、或いは、
(ii)最大250℃、最大225℃、最大200℃、最大190℃、最大180℃、最大170℃、最大160℃、最大150℃、最大140℃、最大130℃、最大120℃、最大110℃、最大100℃、又は、最大95℃であるか、のうちの少なくとも一方である、付記A22又はA23に記載の方法。
(i)熱電対、
(ii)抵抗熱検出器、
(iii)赤外線温度センサ、のうちの少なくとも1つを含む、付記A1~A26のいずれかに記載の方法。
(i)前記TSCにおける選択位置の選択温度を監視すること、
(ii)前記TSCの平均温度を監視すること、
(iii)前記TSCにおいて測定された最低温度を監視すること、のうちの少なくとも1つを含む、付記A1~A27のいずれかに記載の方法。
(i)前記TSCに含まれる樹脂の目標架橋率、
(ii)前記TSCの前記樹脂の目標反応転化率、のうちの少なくとも一方を含む、付記A1~A31のいずれかに記載の方法。
(i)少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、又は、少なくとも90%であるか、或いは、
(ii)最大95%、最大90%、最大85%、最大80%、最大75%、最大70%、最大65%、最大60%、最大50%、又は、最大40%であるか、のうちの少なくとも一方である、付記A1~A32のいずれかに記載の方法。
加熱環境の温度を調節する加熱アセンブリと、
前記加熱環境内に配置された支持マンドレルと、
前記加熱環境内に配置されるとともに、前記支持マンドレルに支持された熱硬化性複合材と、
前記熱硬化性複合材の実温度を監視するように構成された温度検出器と、
付記A1~A36のいずれかの方法を用いて、前記温度検出器から前記熱硬化性複合材の温度を受信して、前記加熱アセンブリの動作を制御することにより前記加熱環境の温度を制御するようにプログラムされたコントローラと、を含むシステム。
Claims (20)
- 熱硬化性複合材(TSC)を目標硬化状態(SOC)まで硬化させる方法であって、
閾値温度を超えるまで前記TSCを加熱すること、
前記加熱中において、
(i)前記TSCの実温度を監視すること、
(ii)前記TSCが到達した最高温度を特定すること、
(iii)前記TSCの前記実温度が前記閾値温度を超えているときの経過時間を特定すること、
少なくとも部分的には、前記TSCの前記最高温度と前記経過時間とに基づいて前記加熱を停止すること、を含む、方法。 - 前記停止は、少なくとも部分的には、前記TSCの前記最高温度と前記経過時間との間の関係に基づいている、請求項1に記載の方法。
- 前記方法は、前記TSCの前記目標SOCについて、処理相関を提供することをさらに含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記処理相関は、前記目標SOCに到達するための前記経過時間と前記TSCの前記最高温度との組み合わせを特定するものである、請求項3に記載の方法。
- (i)所与の目標SOCについての処理相関は、別の目標SOCについての処理相関とは異なることと、
(ii)所与の閾値温度についての処理相関は、別の閾値温度についての処理相関とは異なることと、のうちの少なくとも一方を満たす、請求項3又は4に記載の方法。 - 前記処理相関は、
(i)前記目標SOCに到達するための前記最高温度の値と対応する前記経過時間の値との間の関数的な関係を示す処理相関曲線、
(ii)前記目標SOCに到達するための前記最高温度の値と対応する前記経過時間の値との対を表示する処理相関ルックアップテーブル、
(iii)前記目標SOCに到達するための前記最高温度の値と対応する前記経過時間の値との関数的な関係を示す処理相関関数、
のうちの少なくともいずれか1つを含む、請求項3~5のいずれかに記載の方法。 - (i)前記処理相関が、前記TSCの半経験的モデル、前記TSCの硬化反応態様、及び、前記TSCの熱伝達モデルから導出されたものであるか、
(ii)前記方法が、前記TSCの半経験的モデル、前記TSCの硬化反応態様、及び、前記TSCの熱伝達モデルから前記処理相関を導出することをさらに含むか、
(iii)前記処理相関が実験的に導出されたものであるか、
(iv)前記方法が、前記処理相関を実験的に導出することをさらに含むか、のうちの少なくとも1つを満たす、請求項3~6のいずれかに記載の方法。 - 前記停止は、前記TSCが前記目標SOCに到達したことを示す前記処理相関を受けて、停止を実行することを含む、請求項3~7のいずれかに記載の方法。
- 前記停止は、前記目標SOCに到達するための前記最高温度についての閾値経過時間を、経過時間が超えたことを受けて、停止を実行することを含む、請求項3~8のいずれかに記載の方法。
- 前記停止は、前記目標SOCに到達するための前記経過時間についての閾値最高温度を前記最高温度が超えたことを受けて、停止を実行することを含む、請求項3~9のいずれかに記載の方法。
- 前記処理相関の提供は、複数の別個の処理条件について、前記TSCの硬化反応態様モデルを含む複数の熱シミュレーションを実行することと、前記複数の熱シミュレーションから前記処理相関を生成することと、を含み、前記複数の熱シミュレーションの各々は、前記目標SOCになるまで前記TSCを硬化させることをモデル化するものである、請求項3~10のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の別個の処理条件は、
(i)前記TSCの加熱中に用いられる複数の異なる加熱環境温度、
(ii)前記TSCの複数の異なる加熱速度、
(iii)前記TSCの複数の異なる厚み、
(iv)前記TSCの複数の異なる熱伝達係数、
(v)前記加熱中に前記TSCを支持する支持マンドレルの複数の異なる厚み、
(vi)前記支持マンドレルの複数の異なる熱伝達係数、のうちの少なくとも1つを含む、請求項11に記載の方法。 - 前記複数の熱シミュレーションは、少なくとも部分的には、前記TSCの硬化態様及び熱伝達モデルに基づく、請求項11又は12に記載の方法。
- 前記停止は、
(i)前記TSCに熱を加えるのを停止すること、
(ii)前記TSCを取り囲む加熱環境の温度を下げること、のうちの少なくとも一方を含む、請求項1~13のいずれかに記載の方法。 - 前記TSCの実温度の監視は、温度検出器を用いて監視を行うことを含む、請求項1~14のいずれか1つに記載の方法。
- 前記TSCの実温度の監視は、
(i)前記TSCにおける選択位置の選択温度を監視すること、
(ii)前記TSCの平均温度を監視すること、
(iii)前記TSCにおいて測定された最低温度を監視すること、のうちの少なくとも1つを含む、請求項1~15のいずれかに記載の方法。 - 前記TSCの実温度の監視は、前記TSCにおける複数の離間した位置の複数の実温度を監視することを含む、請求項1~16のいずれかに記載の方法。
- 前記TSCの最高温度は、前記TSCにおける前記複数の離間した位置のうち最も温度が低い位置で測定された、前記TSCにおける最低監視温度である、請求項17に記載の方法。
- 前記経過時間の特定は、前記TSCの前記実温度が前記閾値温度を超えた時点から、前記停止を開始した時点までの時間を特定することを含む、請求項1~18のいずれかに記載の方法。
- 熱硬化性複合材を硬化させるためのシステムであって、
加熱環境の温度を調節する加熱アセンブリと、
前記加熱環境内に配置された支持マンドレルと、
前記加熱環境内に配置されるとともに、前記支持マンドレルに支持された熱硬化性複合材と、
前記熱硬化性複合材の実温度を監視するように構成された温度検出器と、
請求項1~19のいずれかの方法を用いて、前記温度検出器から前記熱硬化性複合材の温度を受信して、前記加熱アセンブリの動作を制御することにより前記加熱環境の温度を制御するようにプログラムされたコントローラと、を含むシステム。
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