JP7210736B2 - 繊維複合材部品の製造方法、繊維複合材部品、繊維複合材部品の検査方法、コンピュータプログラム、機械可読記憶媒体及び装置 - Google Patents

繊維複合材部品の製造方法、繊維複合材部品、繊維複合材部品の検査方法、コンピュータプログラム、機械可読記憶媒体及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、繊維複合材部品の製造方法、対応して製造された繊維複合材部品、対応して製造された繊維複合材部品の検査方法、これらに対応するコンピュータプログラム及び機械可読記憶媒体並びにこれらに対応する装置に関する。
従来技術
国際公開第2018/069066号から、所定数のマイクロメカニカル加速度センサをプラスチック部材、特にバンパの上又は中に配置する方法、及び、対応するプラスチック部材、特にバンパが知られている。
この方法のステップAでは、マイクロメカニカル加速度センサが、フレキシブル回路支持体の中又は上に固定的に位置決めされ、その際にマイクロメカニカル加速度センサは、フレキシブル回路支持体の集積導体路構造と接触接続される。
この方法のステップBでは、少なくとも一部の領域においてマイクロメカニカル加速度センサとフレキシブル回路支持体とが、フレキシブル回路支持体の集積導体路構造が少なくとも部分的に露出されるように、プラスチック部材の上又は中に配置される。
独国特許出願公開第102016220032号明細書から、少なくとも1つのセンサモジュールと、センサモジュールの電気的接触接続のためにセンサモジュールに接続された少なくとも1つの接続導体とを備えた、車両用、特に自動車用のセンサ装置が知られている。
これは、以下のように構成されている。即ち、接続導体は、導体フィルムとして形成されており、この上に複数の異なるセンサモジュールが配置されており、これらのセンサモジュールは、導体フィルムを少なくとも一部の区間において包囲するそれぞれ1つの又は共通のインサート成形部によってハウジングされている。
繊維複合材部品などの繊維複合構造物を、液体複合材成形(LCM)又は液体樹脂注入(LRI)といった方法を用いて製造する場合、製造プロセスステップ中の状態を検出するために種々のアプローチを介してセンサ技術が利用される。第一には、このようなプロセス監視(Process Monitoring)のために、センサ、いわゆる成形型装着センサ(Tool Mounted Sensor,TMS)が製造用成形型内に組み込まれる。
しかしながら、これによって完成品に痕跡が残存し、しかも、それらの痕跡は、成形型に取り込まれた樹脂の収縮によって、センシングのために必要とされる部材との接触を失う可能性がある。
この問題の解決手法の第二は、非接触測定法である。ただし、そのようなことを常に実現することができるとは限らない。
従って、第三として、センサが成形型内の構造物ボディにも直接組み込まれる。プロセス監視において監視されるパラメータは、多くの場合、(完全な母材注入を検査するための)流頭、挿入されたテキスタイル繊維又はテキスタイル半製品(テキスタイル層)の一貫した含浸、及び、母材と繊維又は繊維半製品とから成る構造物部品の硬化度である。
この目的のために、誘電式及び光学式の、又は、熱による測定方法を使用することができる。
一般的な測定方法は、直流電圧解析(DC解析)、誘電解析(DEA)、又は、電気的な時間領域反射率測定(ETDR)である。
このために、例えば、成形型内又は構造物部品内に組み込まれたDCポイントセンサ又は電極が用いられる。繊維を基礎とするフラット電極に基づくSMARTweave法を使用することも知られており、それらの電極は、複数の誘電センサから成る格子、カーボンファイバ、又は、絡められたカーボンナノチューブ(CNT)ストランドから成る特別に開発されたバッキーペーパー、特別に開発された2線式センサ、又は、場所と時間との関数として材料特性を測定するフリンジング電界センサ(FEFセンサ)によるものである。
流頭の伝播又は繊維複合材部品の型充填若しくは硬化度を検出する目的のために、母材の熱力学的又は機械的な特性も利用される。これには、圧力検出器又は(マイクロ)熱電素子が用いられる。構造物ボディに組み込まれた光ファイバセンサ(FOS)、光ファイバ屈折計(OFR)、光ファイバ干渉計(OFI)又は(光ファイバ)分光計を用いることにより、流頭の光学的検出が可能である。
成形型内における非接触測定法のために、例えば、超音波トランスデューサ又は組み込まれた銅線を介して、超音波が適用される。
電気的な測定方式に基づくさらなる可能なセンサ技術は、直流抵抗(DCR)センサ、導電性フィラメント、マイクロメッシュ又はファイバブラッグ格子(FBG)センサである。
これらに加えて、硬化度を特定するためには、サーモグラフィが適している。
国際公開第2018/069066号 独国特許出願公開第102016220032号明細書
発明の開示
このような背景において、本発明によれば、繊維複合材部品の製造方法が提供される。繊維複合材部品内にセンサ装置が組み込まれており、即ち、繊維複合材部品の内部にセンサ装置が配置されている。このセンサ装置は、フレキシブル回路支持体又はセンサモジュールを有する。この方法は、以下のステップを含む。
フレキシブル回路支持体は、1つ又は複数のセンサモジュールを有することができる。
繊維複合材部品製造用の成形型に、テキスタイル層即ちテキスタイル繊維又はテキスタイル半製品とセンサ装置とを装入する。
装入された成形型を閉鎖し、テキスタイル層及びセンサ装置を圧縮する。
繊維複合材部品を製造するために、流体の母材を導入する。
導入ステップ及び/又は閉鎖ステップに関して、センサ装置又はセンサ装置のセンサモジュールを用いて、加速度を検出する。
検出された加速度に応じて、製造方法のプロセスパラメータを導出又は評価する。
導出されたプロセスパラメータの評価は、それらの最適化(プロセス最適化)のために使用することができる。
繊維複合材部品とは、ここでは、繊維複合材料から成る部品のことであると解することができる。繊維複合材料は、一般に、テキスタイル繊維又はテキスタイル半製品と、繊維又はテキスタイル半製品の間の母材とから成る相互に作用する複合体によって生じる。母材は、充填剤及び接着剤である。繊維複合材料に関して一般的であることは、複合体の相互作用により、繊維及び母材の特性よりも価値の高い特性を有する材料が生じるということである。
繊維複合材部品は、車両のボディ部材とすることができ、例えば、バンパ部品又は車両の側面部品とすることができる。
繊維複合材部品は、特に、機械工学及びプラント工学の分野、医療技術、航空技術及び宇宙航空技術の分野、エネルギー、海上、ロボット、スポーツ用具、及び、消費者向け製品における部品とすることができる。
さらに、繊維複合材部品は、スポーツ用具とすることができる。
フレキシブル回路支持体は、特に、シリコーン、ポリウレタン、ポリアミド、又は、熱可塑性物質を含み得る。従って、フレキシブル回路支持体をフレキシブルに変形させることができ、特に、集積された導体路構造は、相応の可塑性により変形させることができ、それによって、実質的に、フレキシブル回路支持体は、繊維複合材部品の構造又は形状に合わせて整合させることができる。フレキシブル回路支持体は、導体フィルムとすることができる。
センサモジュールは、加速度を検出するための電子部品又は電気部品、即ち、加速度センサモジュールとすることができる。センサモジュールは、マイクロメカニカルセンサモジュールとすることができる。センサモジュールは、微小電気機械システム(MEMS)の手法によるマイクロメカニカルセンサモジュールとすることができる。
装入ステップ、閉鎖ステップ及び導入ステップは、実施される順序と一致する強制的な順序を有する。検出ステップ及び導出ステップは、方法の残余のステップと並行して実施することができる。これらのステップは、製造方法の間に何回も若しくは規則的に、又は、持続的に若しくは連続的に実施することができる。
本発明が基礎とする認識は、繊維複合材部品内に配置され加速度を検出するセンサ装置が、繊維複合材部品を製造するための流体の母材の導入中に、到来する流頭により短時間、偏位する又は加速される、というものである。加速度をリアルタイムに検出すれば、このことを容易に識別することができる。そのようにして検出された偏位又は加速度から、溶融物(流体の母材)が到来したことを推定することができる。このようにすることにより、検出された加速度信号を介して、(注入圧力、注入速度又は注入温度といった)樹脂注入のプロセスパラメータ又は樹脂注入時点は、製造方法のプロセス全体において、それにより製造される繊維複合材部品内に配置された又は組み込まれたセンサ装置を用いて導出し、評価し、さらに最適化することができる。検出された加速度信号は、さらに、製造プロセスの使用されるパラメータの検査又は評価に、ひいては、製造された製品の検査及び評価にも、利用することができる。
さらに、成形型の閉鎖時に既に、作用は、センサ信号において検出することができ、そこから同様に、製造方法における成形型閉鎖のプロセスパラメータ(特に、閉鎖速度若しくは閉鎖力)又は閉鎖時点は、プロセス全体において導出又は評価することができる。例えば、成形型閉鎖時点は、検出された加速度信号において検出することができる。
導出されたプロセスパラメータの評価は、それらの最適化のために使用することができる。
収容されたテキスタイル繊維又はテキスタイル半製品(テキスタイル層)と、収容されたセンサ装置とを含む成形型が、例えば、ねじ力又は圧力/押圧力を介して気密になるように、閉鎖を実施することができる。
流体の母材は、樹脂とすることができる。樹脂は、純樹脂とすることができる。
加速度の検出は、リアルタイムに実施することができる。
本発明に係る方法によれば、繊維複合材部品内に配置され加速度を検出するセンサ装置を含む繊維複合材部品の製造において、このコンポーネントの製造時に既に、製造プロセスの監視という二次的な付加機能が実現される。
本発明に係る製造方法の1つの実施形態によれば、装入ステップにおいて、
センサ装置又はフレキシブル回路支持体が、テキスタイル繊維又はテキスタイル半製品(テキスタイル層)の間に挿入され、
センサ装置又はフレキシブル回路支持体が、特に、テキスタイル繊維若しくはテキスタイル半製品(テキスタイル層)及び/又は成形型に関して、位置決めされ、
センサ装置又はフレキシブル回路支持体が固定される。
この固定は、固定装置を用いて実施することができる。繊維複合材部品のためのテキスタイル繊維又はテキスタイル半製品(テキスタイル層)に固定することも考えられる。例えば、テキスタイル層における固定は、接着剤又は結合剤を用いて実施することができる。さらに、ステッチング又は織り込みによる固定が考えられる。
本発明に係る製造方法の1つの実施形態によれば、この方法は、母材導入及びそれに続く成形型内における繊維複合材部品の硬化のステップの後に、成形型を開放する付加的なステップを含み、その際にこの開放に関しても、検出ステップと導出又は評価ステップとが実施される。
導出されたプロセスパラメータの評価は、それらの最適化のために使用することができる。
本発明のさらなる態様は、繊維複合材部品である。この繊維複合材部品は、フレキシブル回路支持体又はセンサモジュールを備えたセンサ装置を有しており、本発明に係る製造方法を用いて製造されたものである。
センサモジュールは、加速度を検出するための電子部品又は電気部品、即ち、加速度センサモジュールとすることができる。センサモジュールは、マイクロメカニカルセンサモジュールとすることができる。センサモジュールは、微小電気機械システム(MEMS)の手法によるマイクロメカニカルセンサモジュールとすることができる。
本発明のさらなる態様は、繊維複合材部品の検査方法である。繊維複合材部品内に、フレキシブル回路支持体又はセンサモジュールを備えたセンサ装置が組み込まれている。この方法は、以下のステップを含む。
センサ装置又はセンサ装置のセンサモジュールを用いて加速度を検出する。
検出された加速度に応じて、繊維複合材部品の硬化度を特定する。
この検査方法は、繊維複合材部品の製造の枠内において、その硬化中に実施することができる。これを、本発明に係る製造方法に従った繊維複合材部品の製造中の硬化とすることができる。
検査対象の繊維複合材部品は、本発明に係る繊維複合材部品とすることができる。
センサモジュールは、加速度を検出するための電子部品又は電気部品、即ち、加速度センサモジュールとすることができる。センサモジュールは、マイクロメカニカルセンサモジュールとすることができる。センサモジュールは、微小電気機械システム(MEMS)の手法によるマイクロメカニカルセンサモジュールとすることができる。
繊維複合材部品に、又は、検査対象の繊維複合材部品を含む繊維複合材部品製造用の成形型に、所定の衝撃が加えられたことに応答して、検出ステップを実施することができる。
本発明に係る検査方法の1つの実施形態によれば、この方法は、検出された加速度を基準加速度と比較するステップを含む。次いで、特定ステップにおいて、この比較又は比較結果に応じて硬化度が特定される。
本発明のさらなる態様は、本発明に係る検査方法のステップを実施するために構成されたコンピュータプログラムである。
本発明のさらなる態様は、本発明に係るコンピュータプログラムが記憶された機械可読記憶媒体である。
本発明のさらなる態様は、本発明に係る検査方法のステップを実施するように構成された装置である。
本発明の態様のさらなる特徴及び利点について、図面を参照しながら実施形態に基づき以下に説明する。
本発明に係る繊維複合材部品の製造中のプロセスステップについて概略的に示す図である(成形型内部へ向かう視線/成形型の断面)。 本発明に係る繊維複合材部品の製造中のプロセスステップについて概略的に示す図である(成形型内部へ向かう視線/成形型の断面)。 本発明に係る繊維複合材部品を製造するための成形型を概略的に示す図である(成形型内部へ向かう視線/成形型の断面)。 本発明に係る繊維複合材部品を製造するための成形型を概略的に示す図である(成形型内部へ向かう視線/成形型の断面)。 本発明に係る繊維複合材部品を製造するための成形型を概略的に示す図である(成形型内部へ向かう視線/成形型の断面)。 本発明に係る製造方法を示すフローチャートである。 本発明に係る検査方法を示すフローチャートである。
図1aには、本発明に係る繊維複合材部品2の製造中のプロセスステップが概略的に示されている。この図面には、繊維複合材部品内に配置されたセンサ装置1を用いた繊維複合材部品の液体複合材成形(LCM)法における製造中のプロセスステップが示されており、センサ装置1は、フレキシブル回路支持体3又はセンサモジュール4を備えている。このプロセスステップは、溶融流(母材流)10の開始を表している。
ここに描かれた図のうち、上の部分は、成形型30の上面図である(成形型内に向かう視線/成形型の断面)。下の部分は、カット軸線A-Aにおける成形型30の側面図である。
成形型30を描いた図に加えて、センサ装置1の信号推移6、又は、センサモジュール4により検出された加速度の信号推移6も、概略的に書き込まれている。信号推移6から、通常の製造ノイズを見て取ることができる。
図1bには、本発明に係る繊維複合材部品2の製造中のプロセスステップが概略的に示されている。このプロセスステップは、溶融流(母材流)10がセンサモジュール4に到来した時点を表している。
ここに描かれた図のうち、上の部分は、成形型30の上面図である。下の部分は、カット軸線A-Aにおける成形型30の側面図である。
成形型30を描いた図に加えて、センサ装置1の信号推移6、又は、センサモジュール4により検出された加速度の信号推移6も、概略的に書き込まれている。信号推移6において偏位を明確に認めることができる。この偏位は、センサモジュール4に衝突した溶融流(母材流)10により引き起こされる。
偏位の性質及び特にその強度によって、方法ステップの使用されているプロセスパラメータを推定し、それを評価することができる。例えば、この偏位から、流頭の伝播又は繊維複合材部品の型充填若しくは硬化度を導出することができる。
図2aには、本発明に係る繊維複合材部品2を製造するための成形型30(成形型内部への視点/成形型の断面)が概略的に示されている。図示されている成形型30は、以下のように構成されている。即ち、繊維複合材部品2を製造するために、テキスタイル繊維又はテキスタイル半製品(テキスタイル層)5a、5bと、所定数のセンサモジュール4を備えたフレキシブル回路支持体3を有するセンサ装置1とが、成形型30内に装入される。センサ装置1は、任意の個数の上方のテキスタイル層5bと任意の個数の下方のテキスタイル層5aとの間に装入されている。図示されている成形型30を用いることにより、特に母材注入ステップにおいて、母材だけから成るゾーン、好ましくは純樹脂ゾーンを、センサモジュール又は接続ユニットの周囲に形成することができる。
(総ての方法ステップ全体としての)組込みステップは、同時に部品のニアネットシェイプ加工とすることができる。
図2bには、本発明に係る繊維複合材部品2を製造するための成形型30の1つの実施形態が概略的に示されている。この実施形態によれば、成形型30は、フレキシブル回路支持体3上に配置されたセンサモジュール4又は接続ユニットのために事前に作り込まれたスロット31を有する。
図2cには、本発明に係る繊維複合材部品2を製造するための成形型のさらに他の実施形態が概略的に示されている。この実施形態によれば、成形型上半部30aが、フレキシブル回路支持体3上に配置されたセンサモジュール4又は接続ユニットに対応するキャビティ32を有する。成形型30のこの実施形態によれば、任意の個数のテキスタイル層5aをフレキシブル回路支持体3の下方に配置することができ、所定数のテキスタイル層5bを、回路支持体3上に設けられたセンサモジュール4の上方でそれらをまだドレーピング可能である限りは、フレキシブル回路支持体3の上方に配置することができる。
図3には、本発明に係る製造方法300のフローチャートが示されている。
製造方法300は、フレキシブル回路支持体3又はセンサモジュール4を備えたセンサ装置1が配置されている若しくは組み込まれている繊維複合材部品を製造するために適している。
方法300は、図3に示されている以下のステップを含む。
ステップ301において、繊維複合材部品製造用の成形型30に、テキスタイル繊維又はテキスタイル半製品(テキスタイル層)5a、5bとセンサ装置1とが装入される。
ステップ302において、装入された成形型が封鎖され、テキスタイル層5a、5b及びセンサ装置1が圧縮される。
成形型30の封鎖は、気密に実施することができる。
ステップ303において、繊維複合材部品製造用の封鎖された成形型30内に、流体の母材10が導入される。
母材10は、樹脂とすることができる。樹脂は、純樹脂とすることができる。
ステップ304において、ステップ303における導入に関して加速度6が検出され、及び/又は、センサ装置1若しくはセンサ装置1のセンサモジュール4を用いて、成形型302の閉鎖が検出される。
この検出304は、リアルタイムに実施することができる。
ステップ305において、製造方法300のプロセスパラメータが、検出された加速度6に応じて導出され、評価され、さらに最適化される。
装入ステップ301、封鎖ステップ302及び導入ステップ303は、実施される順序と一致する強制的な順序を有する。検出ステップ304、並びに、導出、評価及び最適化ステップ305は、方法300の残余のステップ301~303と並行して実施することができる。ステップ304、305は、製造方法300の間に何回も若しくは規則的に、又は、持続的に若しくは連続的に実施することができる。
図4には、本発明に係る検査方法のフローチャートが示されている。
この検査方法は、本発明に係る繊維複合材部品の製造の枠内において、成形型内における硬化中に実施することができる。繊維複合材部品は、1つ又は複数のフレキシブル回路支持体3、又は、1つ又は複数のセンサモジュール4を備えたセンサ装置1を有する。繊維複合材部品は、本発明に係る製造方法300に従って製造されたものとすることができ、又は、製造することができる。
ステップ401において、センサ装置1又はセンサ装置1のセンサモジュール4を用いて加速度6が検出される。
検査対象の繊維複合材部品に、又は、検査対象の繊維複合材部品を含む繊維複合材部品製造用の成形型30に、所定の衝撃が加えられたことに応答して、検出ステップ401を実施することができる。
ステップ402において、検出された加速度6に応じて、検査対象の繊維複合材部品の硬化度が特定される。

Claims (16)

  1. 繊維複合材部品(2)の製造方法(300)であって、前記繊維複合材部品(2)内に、フレキシブル回路支持体(3)及び/又はセンサモジュール(4)を備えたセンサ装置(1)が組み込まれている、繊維複合材部品(2)の製造方法(300)において、
    前記繊維複合材部品(2)を製造するための成形型に、テキスタイル層と前記センサ装置とを装入するステップ(301)と、
    装入された前記成形型を閉鎖するステップ(302)、並びに、前記テキスタイル層及び前記センサ装置を圧縮するステップと、
    前記繊維複合材部品(2)を製造するための封鎖された前記成形型(30)内に流体の母材を導入するステップ(303)と、
    前記導入ステップ(303)及び/又は前記封鎖ステップ(302)に関して、前記センサ装置(1)及び/又は前記センサ装置(1)の前記センサモジュール(4)を用いて、加速度を検出するステップ(304)と、
    検出された前記加速度に応じて、当該製造方法のプロセスパラメータを導出及び/又は評価するステップ(305)と、
    を含む、繊維複合材部品(2)の製造方法(300)。
  2. 前記装入ステップ(301)において、
    前記センサ装置(1)及び/又は前記フレキシブル回路支持体(3)を、前記テキスタイル層(5a、5b)の間に挿入し、
    前記センサ装置(1)及び/又は前記フレキシブル回路支持体(3)を位置決めし、
    前記センサ装置(1)及び/又は前記フレキシブル回路支持体(3)を固定する、
    請求項1に記載の方法(300)。
  3. 前記センサ装置(1)及び/又は前記フレキシブル回路支持体(3)を位置決めすることは、前記センサ装置(1)及び/又は前記フレキシブル回路支持体(3)を、前記テキスタイル層(5a、5b)及び/又は前記成形型(30)に関して位置決めすることである、
    請求項2に記載の方法(300)。
  4. 前記閉鎖ステップ(302)において、装入された前記成形型を気密に封鎖する、
    請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法(300)。
  5. 前記導入ステップ(303)において、前記成形型(30)内に導入する前記流体の母材は、樹脂である、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法(300)。
  6. 前記導入ステップ(303)の後に、前記成形型(30)を開放する付加的なステップを含み、当該開放ステップに関しても、前記検出ステップ(304)並びに前記導出及び/又は評価ステップ(305)を実施する、
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法(300)。
  7. 前記検出ステップ(304)において、前記加速度をリアルタイムに検出する、
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法(300)。
  8. 前記フレキシブル回路支持体(3)及び/又はセンサモジュール(4)は、マイクロメカニカル加速度センサモジュールである、
    請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法(300)。
  9. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の製造方法による検査対象の繊維複合材部品(2)の製造において、繊維複合材部品(2)を検査する方法(400)であって、
    前記繊維複合材部品内に、フレキシブル回路支持体(3)及び/又はセンサモジュール(4)を備えたセンサ装置(1)が組み込まれている、
    繊維複合材部品(2)を検査する方法(400)において、
    前記センサ装置(1)及び/又は前記センサ装置(1)の前記センサモジュール(4)を用いて、加速度(6)を検出するステップ(401)と、
    検出された前記加速度(6)に応じて、検査対象の前記繊維複合材部品(2)の硬化度を特定するステップ(402)と、
    を含む、繊維複合材部品(2)を検査する方法(400)。
  10. 検出された前記加速度(6)を基準加速度と比較するステップを含み、前記硬化度を特定するステップ(402)において、前記硬化度を前記比較に応じて特定する、
    請求項9に記載の方法(400)。
  11. 前記検出ステップ(401)において、検査対象の前記繊維複合材部品に、及び/又は、検査対象の前記繊維複合材部品(2)を含む繊維複合材部品製造用の成形型(30)に、所定の衝撃が加えられたことに応答して、前記加速度(6)を検出する、
    請求項9又は10に記載の方法(400)。
  12. 前記フレキシブル回路支持体(3)及び/又はセンサモジュール(4)は、マイクロメカニカル加速度センサモジュールである、
    請求項9乃至11のいずれか一項に記載の方法(400)。
  13. 前記繊維複合材部品(2)の製造過程における前記繊維複合材部品(2)の硬化中に、前記繊維複合材部品(2)を検査する、
    請求項9乃至12のいずれか一項に記載の方法(400)。
  14. 請求項9乃至13のいずれか一項に記載の方法(400)のステップを実施するために構成されているコンピュータプログラム。
  15. 請求項14に記載のコンピュータプログラムが記憶されている機械可読記憶媒体。
  16. 請求項9乃至13のいずれか一項に記載の方法(400)のステップを実施するように構成されている装置。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035274A1 (de) 2006-07-31 2008-02-14 Technische Universität Dresden Faserverbundbauteil mit einer Sensor- und Anzeigeeinheit
JP2013075471A (ja) 2011-09-30 2013-04-25 Toray Ind Inc 繊維強化プラスチック構造体の成形方法および装置
WO2016043155A1 (ja) 2014-09-19 2016-03-24 東レ株式会社 繊維強化プラスチックの製造方法
JP2017114110A (ja) 2015-10-07 2017-06-29 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company 独立制御可能な温度ゾーンの多次元アレイを用いる複合材製造

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0456462A (ja) * 1990-06-25 1992-02-24 Mitsui Petrochem Ind Ltd ラインセンサおよび基板
JP3148423B2 (ja) * 1992-11-20 2001-03-19 本田技研工業株式会社 繊維強化プラスチック部材の欠陥検出方法
US5495772A (en) * 1994-10-25 1996-03-05 Skf Usa Inc. Apparatus and method for measuring the cure state for elastomeric articles
JPH09286032A (ja) * 1996-04-22 1997-11-04 Hitachi Ltd モールド品の硬化方法
TW561102B (en) * 2001-10-22 2003-11-11 Hrl Lab Llc Preparing composites by using resins
US20030180531A1 (en) * 2002-03-22 2003-09-25 Tesa Ag PSA tape and its production
JP5083284B2 (ja) * 2009-08-11 2012-11-28 株式会社デンソー 状態推定装置
DE102009056895A1 (de) * 2009-12-10 2011-06-16 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zur Erfassung von Messgrößen in einem FVK-Bauteil
DE102010062695A1 (de) * 2010-12-09 2012-06-14 Robert Bosch Gmbh Faserverbund-Aufnahmekörper
GB201203341D0 (en) * 2012-02-27 2012-04-11 Cytec Technology Group Curable resin composition and short-cure method
CN102582089A (zh) * 2012-03-07 2012-07-18 广东电网公司电力科学研究院 柔性超声波浸胶装置
CN103213288B (zh) * 2013-04-25 2015-09-23 北京航空航天大学 一种液滴靶向收集材料的制备方法及其应用
EP3088152B1 (en) * 2015-04-30 2020-04-15 Airbus Operations, S.L. Method for manufacturing composite parts and form
CN105510822A (zh) * 2016-01-05 2016-04-20 广东电网有限责任公司电力科学研究院 高压断路器操动机构检测用的光纤通道传输复合传感装置
DE102016220068A1 (de) 2016-10-14 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Anordnen einer Anzahl von mikromechanischem Beschleunigungssensoren auf oder in ein Kunststoffbauteil und entsprechendes Kunststoffbauteil
DE102016220032A1 (de) 2016-10-14 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, Kraftfahrzeug
CN107443774A (zh) * 2017-08-09 2017-12-08 山东大学 一种柔性连续碳纤维自发热元件及其结构
DE102019210171A1 (de) * 2019-07-10 2021-01-14 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für ein Faserverbundbauteil, Faserverbundbauteil, Prüfverfahren für ein Faserverbundbauteil, Computerprogramm, maschinenlesbares Speichermedium und Vorrichtung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006035274A1 (de) 2006-07-31 2008-02-14 Technische Universität Dresden Faserverbundbauteil mit einer Sensor- und Anzeigeeinheit
JP2013075471A (ja) 2011-09-30 2013-04-25 Toray Ind Inc 繊維強化プラスチック構造体の成形方法および装置
WO2016043155A1 (ja) 2014-09-19 2016-03-24 東レ株式会社 繊維強化プラスチックの製造方法
JP2017114110A (ja) 2015-10-07 2017-06-29 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company 独立制御可能な温度ゾーンの多次元アレイを用いる複合材製造

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